Em nosso Sistema Solar, acredita-se que cometas e planetesimais gelados (pequenos objetos sólidos no espaço) foram responsáveis por trazer água à Terra. A existência desses objetos gelados é fundamental para o desenvolvimento da vida em outros mundos, mas identificá-los fora do nosso Sistema Solar é extremamente difícil, pois esses objetos são pequenos, tênues e requerem análises químicas.

Em um estudo publicado na MRNAS, astrônomos de Warwick, da Europa e dos Estados Unidos encontraram fortes evidências de que corpos ricos em voláteis e com gelo — capazes de fornecer água e os ingredientes para a vida — existem em sistemas planetários além do nosso.

Para fazer esta descoberta, o grupo utilizou espectroscopia ultravioleta do Telescópio Espacial Hubble para estudar a composição química de estrelas distantes. Uma estrela, WD 1647+375, destacou-se por ter ‘voláteis’ (substâncias químicas com baixos pontos de fusão) em sua superfície. A atmosfera das anãs brancas é tipicamente composta de hidrogênio e hélio, mas WD 1647+375 apresentava elementos como carbono, nitrogênio, enxofre e oxigênio.

Essa atmosfera rica em voláteis foi a primeira pista de que WD 1647+375 era diferente.

A autora principal Snehalata Sahu, pesquisadora no Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: “Não é incomum que anãs brancas mostrem assinaturas de cálcio, ferro e outros metais do material que estão absorvendo. Esse material vem de planetas e asteroides que se aproximam demais da estrela e são destruídos e absorvidos. Analisar a composição química desse material nos oferece uma visão de como os planetesimais fora do Sistema Solar são compostos.”

“Dessa forma, anãs brancas atuam como cenas de crime cósmicas — quando um planetesimal cai, seus elementos deixam impressões digitais químicas na atmosfera da estrela, permitindo-nos reconstruir a identidade da ‘vítima’. Normalmente, vemos evidências de material rochoso sendo absorvido, como cálcio e outros metais, mas a confirmação de detritos ricos em voláteis foi encontrada em apenas alguns casos.”

Um dos voláteis — o nitrogênio — é uma impressão digital química particularmente importante de mundos gelados. A espectroscopia ultravioleta neste estudo mostrou que o material adquirido por WD 1647+375 tinha uma alta porcentagem de massa em nitrogênio (~5%). Esta é a maior abundância de nitrogênio já detectada nos detritos de uma anã branca. A atmosfera de WD 1647+375 também adquiriu muito mais oxigênio do que seria esperado se o objeto sendo absorvido fosse rochoso — 84% a mais, sugerindo um objeto gelado.

Os astrônomos também tinham dados que mostravam que os detritos estavam alimentando a estrela por pelo menos os últimos 13 anos, a uma taxa de 200.000 kg (o peso de uma baleia azul adulta) por segundo. Isso significava que o objeto gelado tinha pelo menos 3 km de diâmetro (ou do tamanho de um cometa), mas este é um tamanho mínimo, pois a absorção pode levar centenas de milhares de anos além dessa amostra de 13 anos, significando que o objeto poderia ser mais próximo de 50 km de diâmetro e um quatrilhão de quilogramas.

Juntos, os dados pintaram um quadro de um planetesimal gelado/rico em água (composto por 64% de água) que estava sendo consumido por essa estrela, talvez um cometa semelhante ao de Halley ou um fragmento de um planeta anão como C/2016 R2.

O coautor Professor Boris T. Gänsicke, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: “A natureza rica em voláteis de WD 1647+375 a torna semelhante aos objetos do cinturão de Kuiper (KBOs) em nosso sistema solar — os objetos gelados encontrados além da órbita de Netuno. Acreditamos que o planetesimal sendo absorvido pela estrela é, muito provavelmente, um fragmento de um planeta anão como Plutão. Isso se baseia em sua composição rica em nitrogênio, na alta massa prevista e na alta proporção de gelo em relação à rocha de 2,5, que é mais do que as KBOs típicas e provavelmente se origina da crosta ou do manto de um planeta similar a Plutão.”

Esta é a primeira descoberta inequívoca de uma anã branca com atmosfera de hidrogênio absorvendo puramente um planetesimal gelado. Se este objeto se formou no sistema planetário em torno da estrela original ou se é um cometa interestelar capturado do espaço profundo, permanece uma questão em aberto. De qualquer forma, a descoberta fornece evidências convincentes de que corpos ricos em voláteis e gelados existem em sistemas planetários além do nosso.

A descoberta também destaca o papel único da espectroscopia ultravioleta em investigar a composição de objetos raros ricos em voláteis além do nosso Sistema Solar. Somente a luz UV pode detectar os elementos voláteis (carbono, enxofre, oxigênio e, especialmente, nitrogênio) e será uma parte importante das futuras tentativas de buscar os blocos de construção da vida ao redor de outras estrelas.