Presença de lítio em estrelas sugere que elas devoraram planetas há bilhões de anos
Estrelas que devoraram seus planetas companheiros podem deixar uma evidência para trás: o elemento lítio (representação artística). Crédito: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI) / C. Haswell (The Open University, UK)
Cientistas propõem uma nova explicação para presença de lítio em estrelas ativas: ele seria uma indicação de que elas devoraram seus planetas, e pode persistir por bilhões de anos, dependendo do tipo estelar.
Um estudo recente, publicado no servidor de preprints arXiv.org, analisou a presença de lítio em estrelas através de dados de espectroscopia, processo que divide a luz de um objeto e analisa as substâncias responsáveis por sua emissão. Sua conclusão associa a presença do elemento com “restos” de planetas há muito devorados por suas companheiras.
O lítio, o terceiro da tabela periódica e primeiro dos metais, se formou logo após o Big Bang junto com o hélio e o hidrogênio, ainda que em quantidades muito menores. Porém, hoje, astrônomos observam menos dele do que é previsto pelos modelos.
A explicação para esta discrepância está em um processo conhecido como “queima do lítio”, promovido pelas estrelas. No seu período de vida, esses astros esmagam elementos leves (como o hidrogênio e o hélio) em seu interior, produzindo elementos mais pesados e gerando grandes quantidades de energia, luminosidade e calor.
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O mesmo acontece com o lítio. No entanto, a energia necessária para fundi-lo com um próton é menor do que a necessária para fundir dois átomos de hidrogênio. Consequentemente, o lítio é o primeiro a ser eliminado nas usinas das estrelas, antes mesmo de seu combustível principal, sendo transformado em berílio que, em seguida, se desfaz em dois hélios.
Devido a este processo de “queima”, é raro identificar lítio nos espectros estelares. Isso ajuda astrônomos a diferenciar estrelas ativas, que fazem fusão e, portanto, consomem seu lítio, de anãs marrons — um tipo subestelar pequeno e levemente brilhante que já aposentou sua usina, acumulando o elemento.
Mas essa diferenciação não é uma regra: algumas estrelas grandes e quentes demais para estarem aposentadas possuem lítio em sua composição. A explicação vigente até agora era que seus fluxos convectivos internos, que transferem material entre as diversas camadas da estrela, de alguma forma evitam que o lítio seja enviado para “fornalha” estelar.
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A equipe do estudo recente, porém, apresenta uma nova explicação. O lítio dessas estrelas viria dos planetas que haviam devorado no passado. Os planetas, assim como as anãs marrons, não queimam seu lítio e podem acumulá-lo livremente — isto é, a não ser que sejam engolidos por suas companheiras.
Ao simular diversos tipos de estrelas, os pesquisadores descobriram que estrelas pequenas, como anãs vermelhas, tinham fluxos convectivos eficientes, capazes enviar todo o lítio de uma planeta para a queima após algumas centenas de milhões de anos.
Já para estrelas maiores, semelhantes ao Sol, esse processo pode demorar bilhões de anos. Ou seja, o lítio na composição de uma estrela é evidência não apenas de que ela um dia possuiu planetas, mas também os devorou — uma evidência persistente de seus crimes, que pode ajudar astrônomos a investigar a evolução de sistemas planetários. Ainda é preciso que o estudo passe por revisão por pares antes de comprovar as descobertas.
Publicado em 04/08/2022.