UM PLANETA NASCIDO DAS CINZAS DE SUA ESTRELA

Quando uma estrela como o Sol esgota seu combustível, ela incha até virar uma gigante, sopra suas camadas externas para o espaço e deixa para trás uma anã branca: um núcleo denso que esfria lentamente. Muitas anãs brancas exibem em suas atmosferas elementos pesados que deveriam afundar e sumir de vista em poucos dias. A explicação já está bem estabelecida: elas estão engolindo os destroços de corpos planetários despedaçados. Esses destroços variam, mas, no conjunto, se parecem com as rochas do nosso próprio Sistema Solar.

Os planetas costumam se formar ao mesmo tempo que sua estrela, no disco de gás e poeira ao redor dela. São os planetas de primeira geração. Em princípio, um planeta também poderia se formar depois da morte de sua estrela, a partir da matéria que ela expeliu. Os planetas em torno de pulsares são geralmente considerados dessa segunda geração. Nenhum tinha sido identificado em torno de uma anã branca.

Uma centena de linhas inexplicadas

HS 0209+0832 é uma anã branca quente e jovem, com cerca de 35.800 graus na superfície e apenas uns 5 milhões de anos de resfriamento, a cerca de 82,6 parsecs de nós. Ela sempre foi estranha. Sua atmosfera de hidrogênio contém cerca de 1% de hélio, que a essa temperatura deveria afundar em poucos meses. E um espectro ultravioleta obtido pelo Telescópio Espacial Hubble em 1999 mostrava carbono, alumínio, silício, cálcio, titânio, níquel e zinco — além de cerca de cem linhas que ninguém conseguia identificar.

Jamie Williams, Boris Gänsicke e colegas da Universidade de Warwick e de outras oito instituições reanalisaram esses espectros de arquivo do Hubble, do satélite ultravioleta FUSE e do Very Large Telescope. Com dados atômicos atualizados, a maioria das linhas misteriosas revelou ser de cobre e nióbio — 62 linhas só de nióbio. Nenhuma das outras 33 anãs brancas quentes e poluídas observadas pelo FUSE mostra nióbio.

Rico em metais raros, pobre em rocha

A equipe então calculou o que está caindo sobre a estrela. Alguns elementos são parcialmente sustentados pela própria luz da estrela, o que complica as contas, por isso eles se concentraram nos que não são. O resultado não corresponde a nenhuma anã branca conhecida e a nenhum meteorito:

• Os elementos mais pesados que o ferro — zinco, cobre, nióbio — estão fortemente enriquecidos. Em relação ao cálcio, o nióbio é mais de mil vezes mais abundante que no Sol.
• O ferro não é detectado, e o silício aparece só em traços, enquanto os dois compõem cerca de 48% da massa da Terra. Há mais que o dobro de níquel em relação ao ferro, enquanto na Terra o níquel equivale a cerca de 5% do ferro.
• Nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre são escassos: não se trata de um cometa gelado.

A impressão digital de uma estrela moribunda

As estrelas gigantes perto do fim da vida produzem a maior parte dos elementos do universo formados por captura lenta de nêutrons, o “processo s” — entre eles o nióbio. Usando 138 modelos dessas estrelas, os autores mostram que seus ventos podem ser enriquecidos em até cem vezes em nióbio e estrôncio, moderadamente em níquel, cobre e zinco, e nada em ferro ou silício.

O cenário deles: uma companheira próxima da estrela original foi engolida durante sua fase de gigante. O envelope da estrela foi ejetado e formou um disco rico em elementos do processo s, onde um planeta gigante cresceu depois, perto da anã branca recém-nascida. Em um planeta comum, ao contrário, nenhum processo conhecido poderia produzir tanto nióbio: entre 100 estrelas com nióbio medido, a maior razão em relação ao cálcio é mais de 200 vezes menor que aqui.

Um planeta flagrado evaporando

Hélio também está chegando, e corpos rochosos não fornecem hélio. Os autores concluem que a anã branca muito provavelmente está se alimentando da atmosfera que escapa de um planeta gigante aquecido por sua intensa luz ultravioleta.

Dados do satélite TESS, da NASA, acrescentam uma pista: o brilho do sistema varia 0,12% com um período de 4,4 dias, bem mais lento do que as anãs brancas costumam girar. Isso corresponderia a um planeta em órbita a 0,044 unidade astronômica. Duas leituras são propostas: o ciclo dia–noite de um planeta gigante jovem e ainda quente, com o lado diurno enevoado, ou uma cauda semelhante à de um cometa, de gás evaporado, passando diante da estrela — o que também poderia explicar por que o hélio medido varia.

O que ainda não se encaixa

Os autores apontam vários enigmas. Falta o estrôncio: todos os modelos preveem mais estrôncio que nióbio, mas aqui o estrôncio é mais de cem vezes mais escasso. O nióbio chega a superar o valor mais alto de seus modelos, e o excesso de níquel sobre o ferro é difícil de explicar. Algumas estrelas enriquecidas por material de estrelas gigantes também mostram mais nióbio que estrôncio, o que sugere um processo que os modelos deixam escapar; a química na atmosfera do planeta também pode redistribuir os elementos. Ninguém ainda modelou a atmosfera de um planeta de segunda geração.

O objeto continua sendo um candidato. Para encontrar outros, a equipe sugere procurar nos espectros ultravioleta de anãs brancas quentes a mesma assinatura: muito carbono e elementos do processo s. Uma detecção de chumbo permitiria determinar a composição da estrela original.