Um Planeta Feito de Diamante

 

Uma visualização artística de um pulsar com seu planeta em órbita.
Crédito da imagem: Swinburne Astronomy Productions.

O que já foi uma estrela massiva foi transformado em um pequeno planeta feito de diamante: isto é o que astrônomos pensam que encontraram na nossa Via Láctea.

A descoberta foi feita por uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Professor Matthew Bailes da Swinburne University of Technology (Universidade de Tecnologia Swinburne) em Melbourne, Austrália, e foi publicada pela revista Science.

Apesar de bizarro, o “planeta diamântico” está de acordo com o nosso quadro atual de como se formam determinados sistemas binários de estrelas.

Os pesquisadores da Austrália, Alemanha, Itália, Reino Unido e EUA primeiro detectaram uma estrela anormal chamada pulsar usando o radiotelescópio Parkes de 64 m do The Commonwealth Scientific & Industrial Research Organization – CSIRO (Organização Científica e de Pesquisa Industrial do Mercado Comum, Austrália), seguida pelas confirmações com o radiotelescópio Lovell do Reino Unido e um dos telescópios Keck no Havaí.

Pulsares são pequenas estrelas giratórias com aproximadamente 20 km de diâmetro – o tamanho de uma cidade pequena – que emitem feixes de ondas de rádio. Como a estrela gira o feixe de rádio e varre várias vezes a Terra, os radiotelescópios detectam um padrão regular de pulsos de rádio.

Para o recém descoberto pulsar, conhecido como PSR J1719-1438, os astrônomos notaram que os tempos de chegada dos pulsos foram sistematicamente modulados. Eles concluíram que isto era devido à atração gravitacional de um planeta pequeno companheiro, que orbita o pulsar em um sistema binário.

O pulsar e seu planeta são parte do plano de estrelas da Via Láctea e fica à 4.000 anos-luz na constelação de Serpens (Serpente). O sistema está a aproximadamente um oitavo do caminho em direção ao centro da galáxia a partir da Terra.

O Radiotelescópio Parkes in Nova Gales do Sul, Austrália.

As modulações nos pulsos de rádio dizem aos astrônomos muitas coisas sobre o planeta.

Primeiro, ele orbita o pulsar em apenas duas horas e dez minutos e a distância entre os dois objetos é de 600.000 km – um pouco menor que o raio do nosso Sol.

Segundo, o companheiro tem de ser pequeno, menos de 60.000 km (isto é cinco vezes o diâmetro da Terra). O planeta está tão próximo do pulsar, que se fosse maior que isto poderia ser partido em pedaços pela gravidade do pulsar.

Mas apesar de seu pequeno tamanho, o planeta possui massa ligeiramente maior que Júpiter.

“Esta alta densidade do planeta dá uma pista sobre sua origem”, disse o Professor Bailes.

Uma estrela é rasgada

A equipe imagina que o “planeta diamântico” é tudo que resta do que foi uma estrela massiva, cuja maior parte da matéria foi sugada pelo pulsar.

O Telescópio Lovell de 76 m em Jodrell Bank.
Crédito: A. Holloway, University of Manchester (Universidade de Manchester).

O Pulsar J1719-1438 é do tipo de rotação muito veloz, o que é chamado de pulsar de milissegundo.

Incrivelmente ele gira mais de 10.000 vezes por minuto e possui uma massa de aproximadamente 1,4 vezes a do nosso Sol, mas apenas 20 km de diâmetro. Aproximadamente 70 por cento dos pulsares de milissegundo possuem companheiros de algum tipo. Astrônomos acreditam que é esta companhia que, em sua formação estelar, transforma um pulsar antigo e morto em um pulsar de milissegundo transferindo matéria e acelerando seu giro para uma velocidade altíssima. O resultado é um pulsar de milissegundo de rápida rotação com uma companhia contraída – normalmente a chamada anã branca.

“Nós sabemos de uns poucos outros sistemas, chamados binários de raio-X ultra-compactos de pequena massa, que são susceptíveis de estarem evoluindo de acordo com o cenário acima e podem provavelmente representar os progenitores de um pulsar como o J1719-1438”, disse a Dra. Andrea Posssenti, membro da equipe e diretora do Observatorio Astronomico di Cagliari (Observatório Astronômico de Cagliari) do Instituto Nazionale di Astrofisica – INAF (Instituto Nacional de Astrofísica) na Itália.

Mas o pulsar J1719-1438 e seu companheiro estão tão próximos um do outro que seu companheiro só pode ser uma anã branca que foi despojada de suas camadas exteriores e mais de 99,9 por cento de sua massa original.

“O que sobrou é provável que seja em grande parte carbono e oxigênio, porque uma estrela feita de elementos mais leves como hidrogênio e hélio teria de ser muito grande para caber na órbita medida”, afirmou o Dr. Michael Keith (CSIRO), um dos membros da equipe de pesquisa.

A densidade significa que este material é certamente cristalino, isto é, uma grande parte da estrela deve ser semelhante a um diamante.

“O destino final deste sistema binário é determinado pela massa e período orbital da estrela doadora no momento da transferência de massa. A raridade de pulsares de milissegundo acompanhados por planetas massivos significa que produzir tais planetas exóticos é a exceção e não a regra, e requer circunstâncias especiais”, comentou o Dr. Benjamin Stappers da University of Manchester (Universidade de Manchester).

A equipe também acompanhou a descoberta usando um dos telescópios Keck no cume do Mauna Kea no Havaí.
Crédito: W. M. Keck Observatory (Observatório W. M. Keck).

A equipe encontrou o pulsar J1719-1438 em meio a cerca de 200.000 gigabytes de dados usando códigos especiais em supercomputadores na Universidade de Tecnologia de Swinburne na Austrália, Universidade de Manchester no Reino Unido e no INAF-Observatório Astronômico de Cagliari na Itália.

A descoberta foi feita durante uma busca sistemática por pulsares sobre todo o céu que também envolveu o radiotelescópio Effelsberg do Max-Planck-Institute for Radio Astronomy (Instituto Max-Planck para Radioastronomia) – MPIfR na Alemanha. “Este é o maior e mais sensível levantamento deste tipo jamais conduzido. Nós esperávamos encontrar coisas empolgantes e é incrível ver isto acontecendo. Há mais por vir!”, afirmou o Professor Michael Kramer, diretor do MPIfR.

O Professor Matthew Biles lidera o tema “Universo Dinâmico” em uma nova e ampla iniciativa de astronomia na Austrália, o Centre of Excellence For All-sky Astrophysics – CAASTRO (Centro de Excelência para a Astrofísica de Todo o Céu).

A descoberta do novo sistema binário é de especial significância para ele e seu colega membro de equipe, o Professor Andrew Lyne, que conjuntamente iniciaram todo o campo de pesquisa pulsar-planeta em 1991, com o que se provou ser uma reivindicação equivocada sobre o primeiro planeta extrassolar. Durante o ano seguinte, o primeiro sistema planetário extrassolar foi descoberto ao redor do pulsar PSR B1257+12.

This story was originally published in English.

Publication of press-releases or other out-sourced content does not signify endorsement or affiliation of any kind.