Candidato a planeta de segunda geração é encontrado ao redor de uma anã branca

Um caso sem solução nos arquivos do Hubble

A HS 0209+0832 é uma anã branca a cerca de 270 anos-luz: o núcleo exposto de uma estrela parecida com o Sol, que esgotou seu combustível e expeliu as camadas externas. É jovem: a superfície ainda está a cerca de 35.800 kelvins, depois de apenas uns 5 milhões de anos de resfriamento. Sua gravidade arrasta o hélio e os elementos mais pesados para baixo da superfície em questão de meses; por isso, o hélio e os metais vistos ali têm de continuar chegando de fora.

Um estudo de 2000 sobre um espectro ultravioleta obtido pelo Hubble em 10 de janeiro de 1999 identificou sete elementos, mas cerca de 100 linhas não correspondiam a nenhum elemento conhecido, e a origem do material que contamina a estrela continuou sendo um mistério. Jamie Williams, da Universidade de Warwick, e colegas voltaram aos dados com listas de linhas atômicas mais recentes e atribuíram a maioria delas ao cobre e ao nióbio. Espectros obtidos em 2002 pelo FUSE, um satélite ultravioleta da NASA já desativado, mostram as mesmas linhas do nióbio.

O que é um planeta de segunda geração

A Terra é um planeta de primeira geração: cresceu a partir do disco de gás e poeira que sobrou quando o Sol se formou. Um planeta de segunda geração se forma no fim da vida de sua estrela, com material que a própria estrela expeliu.

Em sua última fase de gigante (o ramo assintótico das gigantes, AGB na sigla em inglês), uma estrela parecida com o Sol expulsa suas camadas externas. No interior dessas estrelas, núcleos atômicos capturam nêutrons um de cada vez e vão formando, devagar, elementos mais pesados que o ferro; os astrônomos chamam isso de processo s (s de slow, “lento” em inglês). O nióbio é um de seus produtos; por isso, um planeta formado com o material ejetado por uma estrela AGB deveria mostrar um excesso de nióbio que nenhum processo conhecido produziria em um planeta nascido ao redor de uma estrela jovem.

Uma estrela isolada que perde massa de maneira uniforme dificilmente deixaria um disco capaz de formar planetas; por isso, os autores propõem a existência de uma companheira próxima: engolida pela gigante em expansão, ela teria ajudado a expelir o envelope da gigante, e parte dele poderia ter se acomodado em um disco.

As evidências

• Nióbio demais. A razão entre nióbio e cálcio é mais de mil vezes a do Sol, e os espectros do FUSE de outras 33 anãs brancas contaminadas por detritos não mostram nióbio.
• Não é rocha. Os detritos que contaminam anãs brancas costumam ser ricos em silício e ferro. Aqui o silício aparece só em traços e o ferro não foi detectado, de modo que há pelo menos duas vezes mais níquel que ferro; na Terra como um todo, o ferro é cerca de vinte vezes mais abundante que o níquel. Junto com o hélio que continua chegando, isso aponta para a atmosfera de um planeta gigante.
• Um ritmo de 4,4 dias. O TESS, da NASA, viu o brilho da estrela aumentar e diminuir 0,12% a cada 4,4 dias. As anãs brancas costumam girar uma vez em cerca de 30 horas, então a equipe atribui esse sinal mais lento a um corpo em órbita a 6,6 milhões de quilômetros da estrela, um nono da distância de Mercúrio ao Sol.

O que ainda é incerto e onde procurar

O planeta não foi visto e sua massa é desconhecida, por isso o artigo o chama de candidato. O TESS nunca o viu passar na frente da estrela, e o sinal de 4,4 dias é fraco: analisados separadamente, só dois dos quatro períodos de observação o mostram com clareza. A luz da estrela refletida ou reemitida pelo lado diurno de um planeta comum só causaria uma oscilação de 0,12% se o planeta tivesse um diâmetro de quatro a oito vezes o de Júpiter. Os autores propõem duas explicações: um planeta jovem cujo lado noturno, quente, brilha mais que o lado diurno, coberto de névoa; ou uma cauda de gás em fuga, como a de um cometa, que passa diante da estrela do nosso ponto de vista mesmo que o próprio planeta não passe.

A química também não se encaixa perfeitamente: os modelos preveem que as estrelas AGB produzam estrôncio junto com o nióbio, mas nenhum estrôncio foi detectado.

A HS 0209+0832 fica na constelação da Baleia (Cetus), em ascensão reta 2 h 12 min e declinação +8° 47′. É visível dos dois hemisférios e atinge a maior altura no meio da noite no fim de outubro: em São Paulo, chega a 58° acima do horizonte, no céu do norte; na Cidade do Cabo, a 47°. Com magnitude de cerca de 13,8, só pode ser encontrada com um telescópio e uma carta celeste detalhada, e mesmo assim aparece apenas como um ponto de luz tênue, como qualquer outra estrela. Nenhum telescópio, nem mesmo o Hubble, viu o próprio planeta: tudo o que se contou aqui foi lido na luz da estrela.