Cerca de um terço das estrelas contém restos de planetas semelhantes à Terra, mostram observações e modelos

Nos últimos anos, os astrónomos aprenderam a medir o conteúdo metálico das estrelas com extrema precisão. Rapidamente ficou claro que mesmo estrelas da mesma nuvem molecular apresentam fortes diferenças na composição química, o que só pode ser explicado pela contaminação de fontes externas. Planetas semelhantes à Terra com órbitas ultracurtas foram chamados de fonte e isso foi comprovado por meio de modelos.

Uma representação artística de uma estrela com um planeta em órbita ultracurta. Fonte da imagem: NASA

Estrelas relacionadas nascem na mesma nuvem molecular gigante (GMC), embora não sejam necessariamente sistemas binários. Seria de esperar que tais estrelas tivessem metalicidades muito semelhantes, embora nenhuma nuvem GMC seja completamente uniforme e pequenas diferenças sejam comuns entre estrelas que se formam numa região de formação estelar comum. Mas quando as diferenças são, no entanto, perceptíveis, deve haver alguma outra explicação para isso.

O novo estudo, intitulado “Contaminação metálica de estrelas semelhantes ao Sol por desintegrações planetárias de período ultracurto”, sugere que os planetas rochosos são a fonte das discrepâncias detectadas. Os autores são cientistas da Northwestern University e da Cornell University. O estudo foi carregado em arxiv.org e submetido à rede de periódicos AAS.

Os exoplanetas de período ultracurto (USPs) orbitam suas estrelas muito de perto e normalmente completam uma órbita em apenas algumas horas. Eles têm uma composição semelhante à da Terra e raramente têm um raio maior que o dobro do da Terra. A sua origem não é totalmente clara. Eles poderiam ter se formado mais longe e depois migrado para mais perto de sua estrela, ou poderiam ter sido remanescentes de planetas muito maiores que perderam sua atmosfera devido à radiação estelar.

Um problema é que os planetas da classe USP são encontrados em cerca de 0,5% das estrelas semelhantes ao Sol. Por outro lado, tendo em conta as diferenças na metalicidade das estrelas “da mesma cesta”, tais planetas podem simplesmente ser rapidamente absorvidos pelas suas estrelas e, portanto, poluí-las com metais.

«Os exoplanetas de curto período são potencialmente vulneráveis ​​à perturbação das marés e à absorção pelas suas estrelas hospedeiras”, escrevem os autores. A pesquisa mostra que entre 3% e 30% das estrelas da sequência principal (FGKs) semelhantes ao Sol engoliram planetas rochosos com massas que variam de 1 a 10 massas terrestres.

Os autores desenvolveram um modelo para prever o número de USPs produzidos e o tempo necessário para a sua absorção. O modelo proposto pode reproduzir tanto a baixa ocorrência observada de USPs em estrelas semelhantes ao Sol quanto sua metalicidade devido à poluição. O modelo mostra que a absorção ocorre mais frequentemente em sistemas multiplanetários compactos e, muitas vezes, isso ocorre durante a migração de planetas durante a transição de uma órbita mais alongada para uma circular próxima. Em geral, o modelo prevê que um planeta será consumido por uma estrela entre 100 milhões e 1 bilhão de anos após a formação.