O fabuloso destino de Halla, o planeta que escapou ao apetite voraz de uma estrela gigante vermelha

Num estudo publicado hoje na prestigiada revista Nature, contamos a história do exoplaneta 8 UMi b, também conhecido por Halla, que sobreviveu à dramática evolução da sua estrela durante a fase de gigante vermelha.

Halla, um planeta semelhante a Júpiter, orbita a estrela gigante vermelha Baekdu (8 UMi) a uma distância correspondente a cerca de metade da distância da Terra ao Sol. No entanto, a esta distância, o planeta deveria ter sido devorado pela estrela à medida que o envelope desta foi expandindo durante a fase de gigante vermelha.

Tal como Baekdu, quando o Sol chegar ao fim da sua vida, daqui a aproximadamente 5 mil milhões de anos, irá esgotar o hidrogénio no seu núcleo e, para evitar o colapso, expandir-se-á até para lá da órbita da Terra, transformando-se numa estrela gigante vermelha. A determinada altura, começará então a fundir hélio no núcleo. Recorrendo a dados de asterossismologia provenientes do satélite TESS (NASA), foi-nos possível determinar que Baekdu está a fundir hélio no seu núcleo, o que significa que já teria passado pela dramática expansão do seu envelope durante a fase de gigante vermelha. De acordo com modelos evolutivos, a estrela teria visto o seu envelope expandir-se até 1,5 vezes a distância orbital do planeta — devorando-o — antes de voltar a encolher até ao seu tamanho actual (equivalente a um décimo dessa distância). Então, como conseguiu o planeta sobreviver?

O estudo publicado apresenta três cenários (ver figura abaixo) que podem explicar a presença do planeta. No primeiro destes cenários, Halla seria um “Júpiter quente”, um tipo de planeta cuja formação ocorre numa órbita longínqua a que se segue uma migração para próximo da estrela. No entanto, dada a rápida evolução da estrela, esta parece ser uma hipótese muito pouco provável.

Outros cenários evolutivos apontam para a existência prévia de um binário de estrelas, tendo as duas estrelas do binário fundido-se numa só. Assim, num segundo cenário, tal fusão teria impedido qualquer uma das estrelas do binário de se expandir o suficiente para devorar Halla. Ainda num terceiro cenário, a fusão das estrelas teria levado à formação de uma nuvem de gás à volta da nova estrela, a partir da qual o planeta se teria formado. Halla seria assim um planeta recém-nascido, ou de segunda geração.

A explicação para a existência destes planetas improváveis é algo a que tenho vindo a dedicar parte da minha investigação. Em 2019, liderei um estudo que se debruçou sobre um outro planeta do tipo, HD 203949 b. As estrelas gigantes vermelhas sofrem alterações dramáticas das suas propriedades físicas, como o tamanho, massa e luminosidade, proporcionando um “laboratório de testes” ideal para o estudo da evolução e destino final de sistemas planetários. A minha expectativa é a de que o satélite TESS e a missão espacial PLATO (ESA), com lançamento previsto para 2026, irão continuar a sustentar estudos desta natureza.