Canibalismo Cósmico: Cientistas confirmam como poderá ser o fim da Terra

Concepção artística mostra planeta sendo engolido por estrela. Durante o evento, um forte pulso luminoso foi produzido, o que permitiu a descoberta do evento. Crédito: International Gemini Observatory/ NOIRLab/ NSF/ AURA/ M. Garlick/ M. Zaman

Segundo os astrônomos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts,em Cambridge, no Reino Unido, na medida em que a estrela, já em fase terminal, se aproximava do fim de sua vida, observava-se um aumento em seu tamanho ao mesmo tempo em que a distância entre ela o planeta vizinho diminuía até que em determinado momento o astro foi completamente absorvido e consumido.

Em alguns bilhões de anos, nosso sol também passará por uma transição de fim de vida semelhante a essa estrela. Ele crescerá talvez 100 vezes o seu diâmetro atual até se tornar uma estrela do tipo gigante vermelha. Durante o processo, absorverá Mercúrio, Vênus e possivelmente a Terra.

A absorção do planeta pela estrela em expansão é um fenômeno previsto há muitas décadas, mas nunca havia sido testemunhado ou estudado.

Para observar o evento, oficialmente batizado ZTF SLRN-2020, os cientistas usaram uma série de instrumentos, entre eles o observatório espacial NEOWISE (Near-Earth Object Wide Field Infrared Survey Explorer). Segundo os cientistas, o planeta tinha o tamanho de Júpiter, mas com orbita muito mais próxima da estrela do que Mercúrio é do Sol. A estrela, segundo o trabalho publicado, está iniciando a fase final de sua vida, o Gigante Vermelha, que pode durar cerca de 100 mil anos.

O estudo foi publicado em 3 de maio de 2023 na revista Nature, e foi liderado pelo astrônomo Kishalay De, ligado ao Instituto de Tecnologia da Califórnia, Caltech.

Gráfico e imagens mostram alguns dos dados utilizados para a descoberta do evento ZTF SLRN-2020, quando uma estrela Gigante Vermelha engoliu um planeta do tamanho de Júpiter. A escala vertical do gráfico mostra o fluxo luminoso. Crédito: Revista Nature.

À medida que a estrela aumentava de tamanho, sua atmosfera externa acabou envolvendo o planeta. O arrasto desacelerou o planeta, diminuindo ainda mais sua orbita, trazendo-o abaixo da superfície visível. Durante o processo, a transferência de energia fez com que a estrela aumentasse temporariamente de tamanho e em por alguns dias se tornou centenas de vezes mais brilhante. Esse efeito não durou muito tempo e observações recentes mostram que a estrela voltou ao tamanho e brilho que tinha antes de se fundir com o planeta.

Flagrante
O processo de absorção não foi silencioso e produziu um flash de luz no espectro visível, que foi detectado pela parceria ZTF (Zwicky Transient Facility) liderado pelo Caltech. Esse sistema de telescópios procura por eventos cósmicos que alteram repentinamente de brilho, algumas vezes em questão de horas.

A descoberta do evento ocorreu quando Kishalay De estava usando os dados do ZTF para procurar novas, um evento cósmico que ocorre quando uma estrela morta e colapsada - conhecida como anã branca - canibaliza o gás quente de outra estrela próxima. As novas sempre são cercadas por fluxos de plasma (gás incandescente), mas as observações de acompanhamento do flash óptico através de outros telescópios terrestres mostraram que o gás e a poeira estavam muito mais frios ao redor da estrela do que deveriam, em uma dinâmica diferente de qualquer outra coisa que já tivesse visto.

Para tirar suas dúvidas, De passou a analisar dados do observatório NEOWISE, que escaneia todo o céu em infravermelha a cada seis meses. O NEOWISE produz mapas que ajudam os cientistas a documentar como os objetos mudam ao longo do tempo. Foram esses dados que permitiram que Kishalay visse o flash, dessa vez em infravermelho, quase um ano antes da detecção pelo ZTF detectar. De acordo com o pesquisador, o pulso de luz foi consequência da poeira se formando ao redor da estrela.

No entender de Kishalay e sua equipe, a poeira mostra que o planeta não caiu na superfície da estrela sem reação. Segundo o estudo, o planeta puxou o gás superaquecido para longe da superfície da estrela ao mesmo tempo em que espiralava para dentro dela. À medida que o gás se afastava para o espaço, perdia temperatura e se transformava em pó, da mesma forma que o vapor d'água se transforma em neve. Dessa forma, colisão da estrela com o planeta lançou ao espaço ainda mais gás, produzindo mais poeira.

"Muito poucas coisas no universo brilham na luz infravermelha e depois brilham na luz óptica em momentos diferentes. Portanto, o fato de NEOWISE ter visto a estrela brilhar um ano antes da erupção óptica foi fundamental para descobrir o que era esse evento", explicou Kishalay.

Detecção Indireta
É sempre importante notar que a observação da absorção do planeta pela sua estrela - evento ZTF SLRN-2020 - não é uma observação feita direta, quando os cientistas estão olhando através da ocular de um telescópio. Essa é uma detecção indireta, comparativa, que demanda um grande tempo de análise de imagens e dados relacionados aos brilhos registrados

A descoberta da equipe de Kishalay mostra o quão importante é arquivar as observações do céu, já que ainda não conhecemos todos os eventos interessantes que podemos capturar. Com os arquivos NEOWISE foi possível olhar para trás no tempo, encontrar tesouros escondidos e aprender algo sobre um objeto celeste que nenhum outro observatório poderia mostrar.

Esse será o Final da Terra
Da mesma forma que o evento ZTF SLRN-2020, nosso Sol também se tornará uma estrela gigante vermelha. Isso deve acontecer em cerca de 5 bilhões de anos. Quando o dia chegar, todos os planetas próximo serão engolidos pela atmosfera exterior do Sol. Mercúrio e Vênus serão os primeiros a serem sugados, mas por estar mais distante, a Terra será consumida alguns anos depois.

Se um observador de fora do Sistema Solar acompanhar o destino desses planetas, não verá um flash tão forte como Kishalay e sua equipe registraram, já que são muito menores que Júpiter, de tamanho similar ao do planeta consumido.