Qual é o problema do WD 1856 + 534 b?
Há poucos dias (setembro de 2020) um candidato a planeta foi anunciado orbitando a anã branca WD 1856 + 534. Alguns meios de comunicação o anunciam como o primeiro planeta possível 'sobrevivente' em torno de uma anã branca, enquanto outros até dizem que é o primeiro planeta em torno de uma anã branca . Alguns acrescentam que, se confirmado, (...) mostra que alguns planetas poderiam sobreviver à destruição de suas estrelas semelhantes ao sol . Não consigo encontrar a fonte, mas até me lembro de ter lido um artigo dizendo que o fato de o hospedeiro ser um remanescente estelar foi o que tornou essa descoberta relevante.
Contudo:
- os primeiros exoplanetas confirmados (1992) orbitam um remanescente estelar (PSR B1257 + 12),
- existem outros candidatos a planetas em torno das anãs brancas, e
- não está confirmado que o planeta sobreviveu à morte de sua estrela hospedeira (em oposição a ser formado ou capturado posteriormente).
Outro destaque dado é que ainda não foi explicado como tal planeta sobrevive estando tão perto de sua estrela, mas será que sabemos que o planeta está além do limite de Roche?
Estou intrigado: o que exatamente torna a descoberta deste planeta tão especial / inédita? É apenas o grau de certeza sobre uma das afirmações anteriores? (Primeiro em torno de um WD, primeiro sobrevivente.) É outra coisa? Ou foi apenas um caso de viés de recência que tornou a descoberta mais visível?
Respostas
Abordarei as três subquestões individualmente, como forma de responder totalmente à questão do título.
Embora haja de fato três planetas orbitando PSR B1257 + 12, observe que é um pulsar, o remanescente compacto de um evento energético envolvendo o progenitor do sistema. No entanto, esse evento provavelmente teria destruído quaisquer planetas que orbitaram originalmente a estrela, o que significa que os três planetas que vemos hoje provavelmente se formaram depois (ver, por exemplo, Podsiadlowski 1993 ). Em contraste, parece que WD 1856 + 534 b pode ter se formado antes de sua estrela-mãe se tornar uma anã branca, após o que sua órbita foi interrompida e ela mudou para uma órbita mais fechada.
Embora existam outros exoplanetas candidatos orbitando anãs brancas, alguns consistem em planetesimais, asteróides ou outros detritos (por exemplo, WD 1145 + 017), alguns só foram detectados indiretamente (por exemplo, WD J0914 + 1914), e alguns estão sendo ativamente interrompidos pela estrela (por exemplo, WD 1145 + 017). Por outro lado, WD 1856 + 534 b parece ser um pouco estável e bastante substancial$(M\sim10\text{-}15M_J$), provavelmente caindo no regime de planeta gigante.
Certamente é verdade que não sabemos se o planeta se formou antes de seu progenitor se tornar uma anã branca, e isso definitivamente não pode ser descartado. Os autores ( Vanderburg et al. 2020 ) não discutem explicitamente um modelo de captura, mas tentam fazer uma estimativa estatística de quão perto uma estrela próxima provavelmente se aproximou nos últimos ~ 6 bilhões de anos, ou seja, desde a estrela tornou-se uma anã branca:$$D\sim\left(\pi vt_{\text{cool}}n\right)^{-1/2}$$ com $v$ a velocidade estelar local média, $t_{\text{cool}}\approx5.85\;\text{Gyr}$ a idade de resfriamento da anã branca, e $n$ a densidade numérica estelar local$^{\dagger}$. Assumindo$v\approx60\;\text{km s}^{-1}$, eles descobriram que nos últimos ~ 5,85 bilhões de anos, o mais próximo que uma estrela próxima provavelmente estaria do sistema é aproximadamente 600 UA. Se considerarmos o modelo de captura, um encontro àquela distância parece improvável para transferir um planeta para uma órbita comparativamente estreita.
Dito isto . . . obviamente, não podemos descartar esse tipo de interação. O mesmo vale para um monte de outros cenários propostos que exigem "condições iniciais improváveis ou a priori bem ajustadas", como Vandenburg et al. colocá-lo. Então, com certeza, a captura é possível. Presumivelmente, isso exigiria uma abordagem bastante próxima. Os autores também não abordam explicitamente (eu acho) a ideia de formação depois que a anã branca evoluiu até seu estado atual.
Tudo isso dito, sim, este não é um salto enorme em um território inexplorado, mas parece que temos evidências sólidas de um exoplaneta maciço em uma órbita próxima e estável em torno de uma anã branca, e modelos envolvendo-a se formando antes do a evolução do progenitor para uma fase de anã branca parece conter água.
$^{\dagger}$ Como o sistema é apenas $\sim25\;\text{pc}$ de distância, eles fazem suposições seguras sobre os valores usando dados de Gaia na vizinhança solar, ou seja, $n\approx0.1\;\text{pc}^{-3}$.