Estrelas ficam “poluídas” após destruir seus planetas rochosos

Astrônomos identificaram que diferenças significativas na metalicidade de estrelas originadas na mesma nuvem molecular podem ser atribuídas à absorção de exoplanetas rochosos por algumas delas, um fenômeno inesperado pelas teorias atuais de formação estelar.

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Quando várias estrelas se formam em uma mesma nuvem de formação estelar, geralmente apresentam metalicidades (na astronomia, isso significa a quantidade de elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio) semelhantes. Mas nem sempre isso acontece.

Os autores de um novo estudo afirmam que a composição química de estrelas irmãs podem apresentar diferenças inesperadas nas abundâncias de elementos refratários (resistentes ao calor), fenômeno denominado “poluição”. Mas como isso acontece?

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De acordo com a nova pesquisa, a discrepância é causada pela destruição de planetas rochosos ricos em metais. Para que isso ocorra, os exoplanetas ao redor dessas estrelas devem ser de período ultracurto (USP), ou seja, estar suficientemente próximos para completar uma órbita em poucas horas.

Mundos USP possuem composição semelhante à da Terra e geralmente têm tamanhos de até dois raios terrestres. Além de serem raros, a explicação para a formação desses planetas é incerta, assim como os processos que os levam para tão perto de suas estrelas. 

Exoplanetas de período ultracurto são vulneráveis à destruição por suas estrelas hospedeiras: estudos mostram que entre 3% e 30% das estrelas irmãs semelhantes ao Sol engolem seus planetas rochosos de 1 a 10 massas terrestres. 

Conceito artístico de um planeta de período ultra curto ao redor de sua estrela (Imagem: Reprodução/ESA/ATG)

Existem várias maneiras pelas quais isso pode acontecer, incluindo migração de alta excentricidade, onde o planeta se aproxima da estrela e adota uma órbita circular. Outro processo é a migração impulsionada pela obliquidade, onde um segundo planeta altera a órbita do USP, fazendo com que ele se aproxime rapidamente da estrela. 

Os resultados das simulações da equipe indicam que os USPs são destruídos pelas suas estrelas em períodos entre 0,1 e 1 bilhão de anos após sua formação. Para referência, a Terra tem pouco mais de 4 bilhões de anos. 

Se essa destruição dos planetas for a principal fonte de poluição em estrelas semelhantes ao Sol, pode haver uma correlação entre a poluição e sistemas compactos e multiplanetários.

Em contrapartida, as assinaturas de poluição de metalicidade podem desaparecer com o tempo, à medida que os metais se depositam na estrela, o que pode tornar imprecisa a estimativa de quantas estrelas irmãs estão poluídas. 

Além disso, embora mecanismos violentos possam injetar planetas em suas estrelas, os autores destacam que apenas cerca de 1% das estrelas são poluídas pela destruição violenta de seus mundos.

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