Seis anãs vermelhas com lítio sugerem necroplanetologia na Via Láctea

Se alguém aparece com migalhas no queixo, é normal querer saber para onde foram os biscoitos.

Astrónomos acabaram fazendo a mesma pergunta ao observar um pequeno grupo de estrelas extraordinariamente estranhas.

Entre milhares de estrelas analisadas, seis anãs vermelhas chamaram a atenção por exibirem, nas suas atmosferas, vestígios de um elemento inesperado.

Em condições normais, esse elemento já deveria ter sido destruído há muito tempo, aniquilado nas regiões profundas do interior estelar.

O facto de ele ainda estar ali sugere que essas seis estrelas andaram a “assaltar o pote de biscoitos” - com a diferença de que, aqui, o pote seria composto por planetas rochosos parecidos com a Terra.

"Descobrimos que algumas das anãs vermelhas que estudámos continham lítio, um elemento químico que não deveria estar lá", diz o astrónomo Robin Jeffries, da Universidade de Keele, no Reino Unido.

"Por isso, mesmo uma pequena quantidade de lítio aparece com grande nitidez nessas estrelas - é um pouco como atirar tinta numa tela em branco."

No espaço, cenas de crime raramente vêm com corpos.

Necroplanetologia e o “crime” de estrelas que engolem planetas

Quando uma estrela consome um planeta, a prova costuma ser destruída junto com a “vítima”. Por isso, os astrónomos precisam procurar sinais mais subtis - rastros químicos, comportamentos estelares fora do comum e outras evidências persistentes de trapaças cósmicas.

Essa busca forense tem um nome próprio: necroplanetologia.

Em geral, a necroplanetologia é aplicada a estrelas mortas ou em fim de vida, em que camadas externas dilatadas ou uma química bem caracterizada tornam esses indícios relativamente fáceis de identificar.

As anãs vermelhas, por outro lado, não são estrelas no fim da existência. Elas são menores, mais frias e menos luminosas, o que faz com que consumam o seu combustível muito mais devagar do que estrelas mais quentes e massivas.

O Sol, por exemplo, tem uma vida útil estimada em cerca de 10 mil milhões de anos. Já as anãs vermelhas podem viver de dezenas de mil milhões a trilhões de anos.

Com 13,8 mil milhões de anos de idade, o Universo ainda não é antigo o bastante para que uma anã vermelha tivesse chegado naturalmente ao fim do seu ciclo.

Por que o lítio em anãs vermelhas é uma pista tão forte

Há, porém, outra característica das anãs vermelhas que as torna candidatas ideais para a necroplanetologia.

Estrelas de baixa massa destroem o lítio de forma rápida e eficiente. Isso significa que, se surgir lítio “novo” na atmosfera de uma anã vermelha, ele muito provavelmente chegou ali há pouco tempo.

E isso transforma o lítio num excelente marcador de violência estrela-contra-planeta.

Jeffries e os seus colegas examinaram minuciosamente dados do levantamento Gaia-ESO Spectroscopic (GES), que reuniu informações sobre a composição química de milhares de estrelas na Via Láctea.

O foco foram aglomerados estelares, porque eles nascem da mesma nuvem de material formador de estrelas e, por isso, as estrelas do grupo tendem a partilhar propriedades químicas muito semelhantes.

Esse detalhe é crucial: anãs vermelhas eliminam lítio rapidamente quando jovens. Na idade das estrelas analisadas aqui, qualquer lítio remanescente da formação deveria estar quase totalmente apagado.

Assim, torna-se muito mais simples identificar uma estrela que tenha “ganhado” lítio recentemente do que seria no caso de uma anã vermelha isolada. Se uma anã vermelha de um aglomerado aparece com migalhas de lítio e as suas “irmãs” não, vale investigar.

O que os dados mostraram: 318 estrelas, 6 suspeitas

Quando os investigadores restringiram a pesquisa a estrelas capazes de exibir uma assinatura de lítio, restaram 318 anãs vermelhas. Destas, seis apresentavam muito mais lítio do que deveriam.

O passo seguinte foi eliminar outras explicações possíveis para essa assinatura.

Uma estrela recém-nascida, por exemplo, teria níveis mais altos de lítio do que uma estrela mais velha - e é concebível que uma estrela jovem pudesse entrar num aglomerado já estabelecido e “fingir” que pertence a ele. As cores e os movimentos das estrelas descartaram essa hipótese: cada uma das seis estava no seu aglomerado de origem.

Outra possibilidade seria algum traço de comportamento ter impedido a destruição do lítio. Rotação muito rápida, por exemplo, ou actividade magnética intensa, poderiam alterar a forma como a estrela mistura e queima o lítio.

Mais uma vez, a pista não levou a lado nenhum. Em vez de serem excepcionalmente activas, as estrelas estavam entre as rotadoras mais lentas nos seus respectivos aglomerados.

A pergunta final foi se uma entrega recente de lítio poderia explicar o observado. Os modelos dos investigadores indicaram que o sinal de lítio em cada uma das seis estrelas era compatível com uma aquisição recente.

Sabemos que planetas pequenos e rochosos são comuns em torno de anãs vermelhas e que algumas estrelas conseguem devorar os seus planetas. Os cálculos sugerem que seria necessário o equivalente a cerca de 3 a 10 massas da Terra em planeta para produzir o sinal detectado, desaparecendo pelo “goela” estelar.

Para a necroplanetologia, isso é praticamente o mais próximo de uma arma fumegante.

Ainda assim, esse comportamento pode não ser raro, dependendo de quanto tempo o lítio consegue persistir na atmosfera de uma anã vermelha. Seis em 318 sugere que 2 a 3 por cento das anãs vermelhas seriam comedoras de planetas - mas isso assume que o lítio permanece visível por um bom período.

Se o lítio desaparecer depressa, essa taxa pode ser muito maior: a janela para apanhá-las “em flagrante” ficaria bem mais estreita e, mesmo assim, aqui estamos a observar seis anãs vermelhas supostamente manchadas por planetas.

Alguns astrónomos defendem que, sobretudo nos anos formativos de um sistema planetário - quando a gravidade funciona como um jogo de pinball com mundos recém-formados - a devoração de planetas por estrelas é relativamente comum.

O resultado indica que anãs vermelhas podem oferecer uma nova forma de investigar esse fenómeno e revelar a mecânica da formação de sistemas.

A acusação descansa - mas talvez seja melhor evitar uma pena de prisão perpétua. Triliões de anos é tempo demais.

A pesquisa foi publicada na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.