Telescópio Hubble registra atmosfera de planeta sendo destruída por uma estrela

O Telescópio Espacial Hubble capturou uma observação inesperada de um planeta próximo que está tendo sua atmosfera destruída por explosões energéticas de sua estrela.

É uma mudança dramática desde a última vez que o Hubble verificou o sistema planetário e não viu nada de errado.

A estrela anã vermelha, chamada AU Microscopii, ou AU Mic, está localizada fora do nosso sistema solar a 32 anos-luz da Terra, que é relativamente próxima, astronomicamente falando.

É o lar de um dos sistemas planetários mais jovens já observados, e a estrela tem menos de 100 milhões de anos, uma mera fração da idade do nosso sol de 4,6 bilhões de anos.

O sistema foi descoberto pelo agora aposentado Telescópio Espacial Spitzer da Nasa e pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite durante observações em 2020, quando uma ligeira queda no brilho da estrela revelou a presença de um mundo gasoso orbitando à sua frente.

Quando o Telescópio Espacial Hubble observou uma órbita do exoplaneta, que leva 8,46 dias, tudo parecia normal. Então, o telescópio revisitou o sistema para outro olhar um ano e meio depois.

Os astrônomos ficaram surpresos ao ver que AU Mic b, o planeta mais próximo da estrela, estava suportando o peso da radiação da estrela. Esta, por sua vez, estava evaporando a atmosfera de hidrogênio do planeta.

Existem pelo menos dois exoplanetas conhecidos no sistema, e pode haver mais a ser descobertos.

As descobertas fazem parte de um estudo que foi aceito para publicação em uma edição futura do The Astronomical Journal.

“Nunca vimos a fuga atmosférica ir de completamente não detectável para muito detectável em um período tão curto quando um planeta passa na frente de sua estrela”, disse o autor do estudo Keighley Rockcliffe, candidato a doutorado em física e astronomia no Dartmouth College em Hanover, New Hampshire, em um comunicado.

“Estávamos realmente esperando algo muito previsível, repetível. Mas acabou sendo estranho. Quando vi isso pela primeira vez, pensei ‘Isso não pode estar certo.’”

Uma observação estranha

As anãs vermelhas são o tipo mais comum de estrelas na Via Láctea.

Essas estrelas são menores e mais frias do que o nosso sol, mas são conhecidas por liberar fortes erupções estelares por muito mais tempo do que estrelas parecidas com o sol.

Essas ondas prejudiciais de radiação estão atingindo o AU Mic b, que está localizado a apenas 6 milhões de milhas da estrela – um décimo de distância entre nosso sol e seu planeta mais próximo, Mercúrio.

À medida que o planeta é atingido pela radiação, sua atmosfera se aquece a ponto de escapar da gravidade e voar para o espaço.

“Esta observação francamente estranha é uma espécie de teste de estresse para a modelagem e a física sobre a evolução planetária”, disse Rockliffe. “Essa observação é muito legal porque estamos conseguindo sondar essa interação entre a estrela e o planeta que é realmente o mais extremo.”

As erupções estelares vêm do emaranhamento dentro do campo magnético da estrela que ocorre devido aos movimentos da atmosfera estelar. Se os campos magnéticos ficarem muito emaranhados, eles se quebram e se reconectam.

As quebras liberam explosões entre 100 e 1.000 vezes mais energéticas do que as explosões do nosso sol. O planeta é atingido por explosões, raios-X e vento estelar, ou um fluxo carregado de partículas liberadas pela estrela.

“Isso cria um ambiente de vento estelar realmente irrestrito e, francamente, assustador, que está impactando a atmosfera do planeta”, disse Rockcliffe.

A chance de planetas habitáveis

Dado o número de estrelas anãs vermelhas conhecidas por abrigar planetas, os astrônomos estão tentando determinar se os planetas que as orbitam têm chance de reter suas atmosferas diante de tal radiação – e se podem ser habitáveis por toda a vida.

“Queremos descobrir que tipos de planetas podem sobreviver nesses ambientes. Como eles finalmente se parecerão quando a estrela se estabelecer? E haveria alguma chance de habitabilidade eventualmente, ou eles acabariam sendo apenas planetas queimados?” disse Rockcliffe.

“Eles eventualmente perdem a maior parte de suas atmosferas e seus núcleos sobreviventes se tornam super-Terras? Não sabemos realmente como são essas composições finais porque não temos nada parecido em nosso sistema solar”.

Os astrônomos estão tentando determinar se as diferenças na perda atmosférica do planeta entre as observações do Hubble se devem à variabilidade da estrela ou se o vento estelar está fazendo com que a atmosfera em evaporação seja visível em determinados momentos e escondida em outros.

O brilho da estrela impede observações diretas do planeta pelo Hubble, mas o telescópio pode medir mudanças na luminosidade da estrela à medida que o hidrogênio escapa do planeta e faz com que a luz das estrelas diminua. Os astrônomos realizarão mais observações de acompanhamento do sistema com o Hubble para rastrear como o planeta mudará no futuro.