Com o apoio da NASA, astrônomos do MIT descobriram um planeta a cerca de 140 anos-luz da Terra que está em um processo de desintegração relativamente acelerado. O orbe tem aproximadamente a massa de Mercúrio, embora gire cerca de 20 vezes mais perto de sua estrela do que Mercúrio em relação ao Sol, completando uma órbita a cada 30,5 horas. Com essa proximidade de sua estrela, os cientistas acreditam que o planeta esteja provavelmente coberto de magma que está evaporando no espaço. À medida que o planeta em ebulição gira em torno de sua estrela, ele libera uma enorme quantidade de minerais da superfície e, na prática, evapora.
Os astrônomos avistaram o planeta usando o Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito (TESS) da NASA, uma missão liderada pelo MIT que monitora as estrelas mais próximas em busca de trânsitos, ou quedas periódicas na luz estelar que podem ser sinais de exoplanetas em órbita. O sinal que alertou os astrônomos foi um trânsito peculiar, com uma queda que flutuava em profundidade a cada órbita. Os cientistas confirmaram que o sinal é de um planeta rochoso em órbita próxima que está deixando um longo rastro de detritos, semelhante a um cometa.
“A extensão da cauda é gigantesca, chegando a 9 milhões de quilômetros de comprimento, ou aproximadamente metade da órbita inteira do planeta”, diz Marc Hon, pós-doutorado no Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT. “Parece que o planeta está se desintegrando a um ritmo acelerado, liberando uma quantidade de material equivalente a um Monte Everest a cada vez que orbita sua estrela”. Nesse ritmo, dada sua pequena massa, os pesquisadores preveem que o planeta poderá se desintegrar completamente em cerca de 1 milhão a 2 milhões de anos.
“Tivemos sorte em capturá-lo exatamente quando ele estava realmente desaparecendo”, afirma Avi Shporer, colaborador da descoberta e também do Escritório de Ciências do TESS. “É como se estivesse em seu último suspiro.” Hon e Shporer, juntamente com seus colegas, publicaram seus resultados no Astrophysical Journal Letters . Seus coautores do MIT incluem Saul Rappaport, Andrew Vanderburg, Jeroen Audenaert, William Fong, Jack Haviland, Katharine Hesse, Daniel Muthukrishna, Glen Petitpas, Ellie Schmelzer, Sara Seager e George Ricker, além de colaboradores de diversas outras instituições.
Assando
O novo planeta, que os cientistas rotularam como BD+05 4868 Ab, foi detectado quase por acaso. “Não estávamos procurando por esse tipo de planeta”, diz Hon. “Estávamos fazendo a típica verificação de planetas, e por acaso avistei um sinal que parecia muito incomum.”
O sinal típico de um exoplaneta em órbita parece uma breve queda em uma curva de luz, que se repete regularmente, indicando que um corpo compacto, como um planeta, está passando brevemente na frente e bloqueando temporariamente a luz de sua estrela hospedeira. Esse padrão típico era diferente do que Hon e seus colegas detectaram na estrela hospedeira BD+05 4868 A, localizada na constelação de Pégaso. Embora um trânsito ocorresse a cada 30,5 horas, o brilho levou muito mais tempo para retornar ao normal, sugerindo uma longa estrutura de arrasto ainda bloqueando a luz estelar. Ainda mais intrigante, a profundidade da queda mudou a cada órbita, sugerindo que o que quer que estivesse passando na frente da estrela nem sempre tinha o mesmo formato ou bloqueava a mesma quantidade de luz.
“O formato do trânsito é típico de um cometa com cauda longa”, explica Hon. “Exceto pelo fato de ser improvável que essa cauda contenha gases voláteis e gelo, como seria de se esperar de um cometa real — estes não sobreviveriam por muito tempo tão perto da estrela hospedeira. Grãos minerais evaporados da superfície planetária, no entanto, podem permanecer por tempo suficiente para apresentar uma cauda tão distinta.”
Dada a proximidade com sua estrela, a equipe estima que o planeta esteja queimando a cerca de 1.600 graus Celsius, ou perto de 3.000 graus Fahrenheit. À medida que a estrela queima o planeta, quaisquer minerais em sua superfície provavelmente estão fervendo e escapando para o espaço, onde esfriam formando uma cauda longa e empoeirada. O desaparecimento dramático deste planeta é consequência de sua baixa massa, que se situa entre a de Mercúrio e a da Lua.
Planetas terrestres mais massivos, como a Terra, têm uma força gravitacional mais forte e, portanto, conseguem reter suas atmosferas. Para BD+05 4868 Ab, os pesquisadores suspeitam que haja muito pouca gravidade para manter o planeta unido. “Este é um objeto muito pequeno, com gravidade muito fraca, então ele perde facilmente muita massa, o que enfraquece ainda mais sua gravidade, fazendo com que ele perca ainda mais massa”, explica Shporer. “É um processo descontrolado, e está piorando cada vez mais para o planeta.”
Trilha mineral
Dos quase 6.000 planetas descobertos pelos astrônomos até o momento, os cientistas conhecem apenas três outros planetas em desintegração fora do nosso sistema solar. Cada um desses mundos em desintegração foi avistado há mais de 10 anos, usando dados do Telescópio Espacial Kepler da NASA. Todos os três planetas foram avistados com caudas semelhantes às de cometas. BD+05 4868 Ab tem a cauda mais longa e os trânsitos mais profundos entre os quatro planetas em desintegração conhecidos até o momento.
“Isso implica que sua evaporação é a mais catastrófica e ele desaparecerá muito mais rápido do que os outros planetas”, explica Hon. A estrela hospedeira do planeta está relativamente próxima e, portanto, é mais brilhante do que as estrelas que hospedam os outros três planetas em desintegração, tornando esse sistema ideal para observações futuras usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA, que pode ajudar a determinar a composição mineral da cauda de poeira ao identificar quais cores de luz infravermelha ela absorve.
Neste verão, Hon e o estudante de pós-graduação Nicholas Tusay, da Universidade Estadual da Pensilvânia, liderarão observações de BD+05 4868 Ab usando o JWST. “Esta será uma oportunidade única para medir diretamente a composição interna de um planeta rochoso, o que pode nos dizer muito sobre a diversidade e a potencial habitabilidade de planetas terrestres fora do nosso sistema solar”, diz Hon. Os pesquisadores também analisarão os dados do TESS em busca de sinais de outros mundos em desintegração.
“Às vezes, junto com a comida, vem o apetite, e agora estamos tentando iniciar a busca exatamente por esses tipos de objetos”, aponta Shporer. “São objetos estranhos, e o formato do sinal muda com o tempo, o que é difícil para nós encontrarmos. Mas é algo em que estamos trabalhando ativamente.”
