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CIÊNCIA // ERUPÇÃO ESTELAR

O mistério de uma erupção estelar um trilião de vezes mais poderosa do que a maior das erupções solares pode ter sido resolvido por uma equipa de cientistas que pensa que um planeta jovem e massivo está a “arder” numa sopa super-aquecida de matéria-prima que gira à sua volta.

Uma simulação das fases iniciais do processo. Um Júpiter quente é empurrado para muito perto da sua estrela e começa a evaporar-se, libertando as suas camadas exteriores para o disco circundante. O material extra torna o disco muito mais quente do que antes do surto. Quando o planeta perde a maior parte da sua massa, é completamente destruído através do processo de esparguetificação, bem conhecido da destruição de estrelas por buracos negros super-massivos. A morte do planeta termina o surto.
Crédito: Sergei Nayakshin/Vardan Elbakyan, Universidade de Leicester

Liderados pela Universidade de Leicester e financiados pelo STFC (Science and Technology Facilities Council) do Reino Unido, os cientistas sugeriram que um planeta cerca de dez vezes maior do que Júpiter está a sofrer uma “evaporação extrema” perto da estrela em crescimento, com o “inferno” a arrancar material do planeta e a atirá-lo para a estrela.

As suas descobertas foram publicadas na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. As estatísticas deste tipo de erupções em sistemas solares em desenvolvimento sugerem que cada um deles poderá testemunhar até uma dúzia de eventos semelhantes de eliminação planetária.

Os cientistas focaram a sua atenção na protoestrela FU Ori, localizada a 1200 anos-luz do nosso sistema solar, que aumentou significativamente o seu brilho há 85 anos e ainda não diminuiu para a luminosidade normalmente esperada.

Embora os astrónomos pensem que o aumento da luminosidade de FU Ori se deva à queda de mais material sobre a protoestrela, proveniente de uma nuvem de gás e poeira chamada disco protoplanetário, os pormenores dessa queda permanecem um mistério.

O autor principal, o professor Sergei Nayakshin, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Leicester, afirmou: “Estes discos alimentam as estrelas em crescimento com mais material, mas também alimentam os planetas.

Observações anteriores forneceram pistas tentadoras de um planeta jovem e massivo a orbitar esta estrela muito perto. Foram avançadas várias ideias sobre a forma como o planeta pode ter incentivado esse surto, mas os pormenores não encaixaram. Descobrimos um novo processo a que se pode chamar um ‘disco infernal’ de planetas jovens”.

Os investigadores de Leicester criaram uma simulação para FU Ori, modelando um planeta gigante gasoso formado muito longe no disco por instabilidade gravitacional, em que um disco massivo se fragmenta para formar enormes aglomerados mais massivos do que o nosso Júpiter, mas muito menos densos.

A simulação mostra como uma tal semente planetária migra muito rapidamente para perto da sua estrela hospedeira, atraída pela sua força gravitacional.

Quando atinge o equivalente a um-décimo da distância entre a Terra e o nosso Sol, a matéria em torno da estrela fica tão quente que efectivamente inflama as camadas exteriores da atmosfera do planeta.

O planeta torna-se então uma fonte massiva de material fresco que alimenta a estrela e a faz crescer e brilhar mais intensamente.

O Dr. Vardan Elbakyan, co-autor do estudo, também de Leicester, acrescenta: “Esta foi a primeira estrela que foi observada a sofrer este tipo de erupção.

Actualmente, temos algumas dúzias de exemplos deste tipo de erupções noutras estrelas jovens em formação no nosso canto da Galáxia. Embora os eventos de FU Ori sejam extremos em comparação com estrelas jovens normais, pela duração e observabilidade de tais eventos, os observadores concluíram que a maioria dos sistemas solares emergentes se inflamam assim uma dúzia de vezes enquanto o disco protoplanetário está por perto”.

O professor Nayakshin acrescenta: “Se o nosso modelo estiver correto, então poderá ter implicações profundas para a nossa compreensão da formação das estrelas e dos planetas. Os discos protoplanetários são frequentemente designados berçários de planetas.

Mas descobrimos agora que estes berçários não são lugares calmos como os investigadores do Sistema Solar primitivo imaginavam que fossem, são antes lugares tremendamente violentos e caóticos onde muitos – talvez mesmo a maioria – dos jovens planetas são “queimados” e literalmente comidos pelas suas estrelas.

“É agora importante perceber se outras estrelas com actividade extrema podem ser explicadas com o mesmo cenário.”

// Universidade de Leicester (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)
// Artigo científico (arXiv.org)

CCVALG – Centro Ciência Viva do Algarve
20 de Junho de 2023