Quão incomum é nosso Sistema Solar? Em cerca de 30 anos, desde que os planetas foram descobertos a orbitar estrelas além do nosso Sol, descobrimos que os sistemas planetários prevalecem na Galáxia. No entanto, a maioria deles é muito diferente do Sistema Solar que conhecemos.

Os mundos no nosso Sistema Solar giram em torno do Sol em caminhos estáveis ​​e virtualmente circulares, sugerindo que as órbitas não se alteraram muito desde que os planetas apareceram pela primeira vez. No entanto, muitos sistemas planetários orbitando em torno de outras estrelas passaram por um passado caótico.

A nossa equipa internacional de astrónomos abordou essa questão em um estudo publicado na Nature Astronomy. Descobrimos que entre 20% e 35% das estrelas semelhantes ao Sol consomem os seus planetas, com um dos números mais prováveis ​​sendo 27%.

Isso implica que pelo menos um quarto dos sistemas planetários orbitando estrelas semelhantes ao Sol tiveram um passado desordenado e dinâmico.

Histórias caóticas e estrelas binárias

Os astrónomos viram muitos sistemas exoplanetários nos quais mundos grandes ou médios se moveram significativamente. A gravidade desses mundos em migração pode, da mesma forma, ter perturbado o curso dos outros planetas ou mesmo empurrado-os para órbitas instáveis.

Na maioria desses sistemas altamente dinâmicos, alguns planetas provavelmente caíram na estrela hospedeira. No entanto, não entendíamos exatamente o quão comuns esses sistemas caóticos são em relação a sistemas mais silenciosos como o nosso, cuja arquitetura ordenada promoveu o desenvolvimento da vida na Terra.

Mesmo com um dos instrumentos astronómicos mais precisos disponíveis, seria difícil resolver isso examinando diretamente os sistemas exoplanetários. Alternativamente, analisamos a composição química das estrelas em estrelas binárias.

Estrelas binárias são compostas por 2 estrelas em órbita uma em torno da outra. Ambas as estrelas são geralmente criadas simultaneamente a partir do mesmo gás, portanto, esperamos que tenham a mesma mistura de componentes.

No entanto, se um planeta cai em uma das estrelas, é liquidificado na camada externa da estrela. Isso pode mudar a composição química da estrela, sugerindo que vemos ainda mais elementos que desenvolvem mundos rochosos — como o ferro, do que veríamos de outra forma.

Traços de planetas rochosos

Verificamos a composição química de 107 sistemas binários compostos de estrelas semelhantes ao Sol examinando o espectro de luz que eles produzem. A partir disso, determinamos o número de estrelas que continham mais material planetário do que a sua estrela companheira.

Também descobrimos três coisas que aumentam a prova inequívoca de que as diferenças químicas observadas entre os pares binários foram causadas pelo consumo de planetas.

Primeiro, descobrimos que estrelas com uma camada externa mais fina têm maior probabilidade de ser mais ricas em ferro em comparação com as suas companheiras. Isso é consistente com a alimentação de planetas, pois quando o material planetário é diluído numa fina camada externa, isso causa uma mudança mais considerável na composição química da camada.

Em segundo lugar, estrelas mais ricas em ferro e vários outros elementos de planetas rochosos também contêm mais lítio em comparação com as suas companheiras. O lítio é rapidamente degradado nas estrelas, enquanto é preservado nos planetas. Assim, um nível suspeitamente alto de lítio numa estrela foi absorvido depois que a estrela foi criada, o que se encaixa no conceito de que um planeta carregava o lítio até que a estrela o comesse.

Terceiro, as estrelas que contêm mais ferro em comparação com as suas companheiras também têm mais do que estrelas comparáveis ​​na Galáxia. No entanto, as mesmas estrelas têm quantidades padrão de carbono, que é um elemento volátil por causa disso, não é carregado pelas rochas. Portanto, essas estrelas foram suplementadas quimicamente por rochas de planetas ou material planetário.

A caça ao Earth 2.0

Esses resultados representam a descoberta da astrofísica estelar e também a exploração de exoplanetas. Não apenas descobrimos que os planetas consumidores podem transformar a composição química de estrelas semelhantes ao Sol, mas também que uma fração considerável dos seus sistemas planetários passaram por um passado caótico, ao contrário do nosso sistema solar.

Finalmente, o nosso estudo de pesquisa abre a oportunidade de usar análise química para determinar estrelas com maior probabilidade de hospedar análogos verdadeiros do nosso tranquilo sistema planetário.

Existem milhões de estrelas razoavelmente próximas comparáveis ​​ao Sol. Sem um método para determinar os alvos mais promissores, a busca pelo Planeta 2.0 parecerá procurar uma agulha em um palheiro.

Originalmente publicado na Life Science . Leia o artigo original.

Originalmente escrito por Lorenzo Spina, Pesquisador de Pós-Doutorado, Instituto Nacional Italiano de Astrofísica, e ex-Pesquisador da Universidade Monash.

Referência: “Evidência química para ingestão planetária em um quarto de estrelas semelhantes ao Sol” por Lorenzo Spina, Parth Sharma, Jorge Meléndez, Megan Bedell, Andrew R. Casey, Marília Carlos, Elena Franciosini e Antonella Vallenari, 30 de agosto de 2021,  Nature Astronomy .
DOI: 10.1038 / s41550-021-01451-8