Consumo e desintegração.
Da próxima vez que você quiser ser a vida da festa – se você está saindo com nerds legais – apenas coloque essa frase na conversa. E quando eles olharem para você com curiosidade, apenas diga que esse é o destino final do sistema solar.
Em seguida, ajuste sua gravata e tome outro gole de seu absinto.
Para o fluxo de perguntas de acompanhamento empolgantes que devem seguir sua explicação, você pode explicar melhor que o próprio sol e a Via Láctea serão os culpados. E então você pode mencionar um novo estudo.
O estudo é intitulado “A Grande Desigualdade e a Desintegração Dinâmica do Sistema Solar Exterior”. O autor principal é Jon Zink, um estudante de graduação na Divisão de Astronomia e Astrofísica da UCLA. O artigo foi publicado no Astronomical Journal.
Os humanos há muito se perguntam sobre o destino final do sistema solar. Na introdução de seu artigo, os autores escrevem: “Compreender a estabilidade dinâmica de longo prazo do sistema solar constitui uma das atividades mais antigas da astrofísica, remontando ao próprio Newton, que especulou que as interações mútuas entre planetas acabariam por conduzir o sistema instável.” Mas ele não conseguia se explicar porque a teoria da perturbação ainda não existia.
Newton estava pelo menos parcialmente certo. Mas determinar o futuro de um sistema complicado como o nosso sistema solar não é uma tarefa fácil, especialmente porque envolve alguns prognósticos científicos em eventos que levam bilhões de anos para se desenrolar.
Neste novo estudo, os autores conduziram uma série de simulações denominadas N-body. Eles são uma ferramenta comum em astronomia e astrofísica. As simulações de N-body são simulações de sistemas dinâmicos de partículas em interação, embora, neste caso, as partículas sejam os planetas e o próprio sol.
Em vários bilhões de anos, o sol – o eixo do sistema solar – mudará dramaticamente. A fusão do hidrogênio em seu núcleo diminuirá e o sol deixará a sequência principal. Ele se expandirá em uma gigante vermelha, envolvendo Mercúrio, Vênus e provavelmente a Terra. (A sobrevivência de Marte é incerta, mas como sua massa é tão baixa, se ele sobreviver ou não não afetará muito os grandes planetas externos. ”
Você pode perguntar: “Depois que a Terra se for, quem se importa com o que acontece a seguir? Por que se preocupar com essas simulações?” Bem, talvez a humanidade já tenha migrado para o interior do sistema solar até então. Mas, quer tenhamos ou não, ainda somos levados a saber o destino do sistema solar.
Então, conforme o sol se expande em uma gigante vermelha, ele também começa a perder massa. Na verdade, provavelmente perderá cerca de metade de sua massa nos próximos 7 bilhões de anos ou mais. A perda de massa, que ancora as órbitas dos planetas e outros corpos do sistema solar, será extremamente perturbadora.
A expansão do Sol significará o fim do jogo para os planetas rochosos internos, provavelmente. Mas para qualquer humano ou seus descendentes distantes e irreconhecíveis agarrados à vida no oceano de Europa ou em algum outro lugar, o jogo também terminará.
Sem a massa do Sol para ancorá-los gravitacionalmente, os planetas externos do sistema solar ficarão descolados. Como um aristocrata em uma farra de absinto de cinco dias, seu comportamento orbital se tornará imprevisível, errático. Eles vão se afastar ainda mais, para o espaço.
Até agora, este não é um conhecimento novo. “Devido à perda de massa solar – que deve remover cerca de metade da massa da estrela -, as órbitas dos planetas gigantes se expandem”, escrevem os autores. Mas Zink e seus colegas queriam descobrir o que acontece depois disso. De acordo com o trabalho deles, haverá outro período de relativa estabilidade para alguns dos planetas.
“Este processo adiabático mantém as proporções do período orbital, mas as interações mútuas entre os planetas e a largura das ressonâncias de movimento médio (MMR) aumentam, levando à captura de Júpiter e Saturno em uma configuração ressonante estável 5: 2.”
Mas essas órbitas expandidas, junto com outras características, tornam a situação insustentável. A nova configuração, que carece do efeito de ancoragem da massa do sol, é suscetível a “… perturbações de interações de voo estelar”, escrevem os autores. Neste ponto em suas simulações, nosso sol irreconhecível é agora uma anã branca.
“Consequentemente, em cerca de 30 Gyr, encontros estelares perturbam os planetas no subdomínio caótico da ressonância 5: 2, desencadeando uma instabilidade em grande escala, que culmina nas ejeções de todos, exceto um planeta, durante os ~ 10 Gyr subsequentes.”
Qual é o planeta que resistirá à expulsão? Muito provavelmente Júpiter, o planeta mais massivo do nosso sistema solar. Sem nenhum companheiro sobrando, Júpiter permanecerá por mais 50 Gyr, de acordo com o estudo. Ele só será removido quando um sobrevoo estelar finalmente o mandar embora.
“Com a ausência de planetas adicionais, o planeta sobrevivente carece de um mecanismo direto para obter energia positiva. A única fonte restante de troca de energia é por meio de interações com estrelas que passam”, escrevem os autores em seu artigo. E eles calculam que uma estrela passará a cada 20 milhões de anos.
Como o último planeta de pé, a excentricidade orbital de Júpiter aumentará. “Como resultado, a escala de tempo esperada para a ejeção do gigante gasoso pós-instabilidade é reduzida em aproximadamente um fator de dois (em comparação com a órbita planetária antes do início da instabilidade). O velho Júpiter solitário será mais suscetível à ejeção em quaisquer estrelas que passam.
Se você está visualizando um evento de sobrevôo nas circunstâncias certas para ejetar Júpiter, isso provavelmente não está certo. É mais como ‘morte por mil cortes. ”
“Como os encontros de passagem são raros (entrar na esfera de 10.000 au uma vez a cada 23 milhões de anos), e a maioria das interações terá pequenos efeitos dinâmicos no planeta restante, o processo de ejeção pode, em princípio, ocorrer de forma constante …” escreveram Zink e seus coautores.
Ou talvez não. “Por outro lado, com tempo suficiente, também é possível que um encontro extremamente próximo liberte de forma independente o planeta final. O mecanismo subjacente para a remoção do planeta final representa, portanto, uma competição entre esses dois processos.”
Isso não é fácil de simular, especialmente porque tudo acontecerá daqui a bilhões de anos. Apropriadamente, os autores colocam uma questão: “Em outras palavras, o planeta final será ejetado por um único evento principal ou muitas pequenas trocas de energia?”
Os autores oferecem algumas ressalvas, no entanto. Um diz respeito ao número de simulações que executaram: 10. Eles reconhecem que seu estudo não constitui uma evidência estatística sólida, mas o fato de que cada simulação produziu resultados semelhantes ainda é significativo. “Em todas as 10 de nossas simulações, os quatro gigantes gasosos são ejetados do sistema solar em 1.012 anos, após o fim da perda de massa solar”, escreveram eles.
Outra ressalva envolve as estrelas que voam. Eles modelaram sobrevôos de estrelas individuais, mas cerca de metade de todas as estrelas existem em pares binários. A equipe excluiu esses encontros de suas simulações, mais ou menos. Mas eles ainda eram responsáveis por eles, reconhecendo que os voos binários provavelmente seriam mais perturbadores do que os voos solitários. “Ao escolher excluir esses encontros binários, estamos fazendo uma estimativa conservadora para a vida útil do futuro sistema solar. Em outras palavras, o efeito de incluir sobrevôos binários reduziria ainda mais essa vida útil esperada.”
No início de seu artigo, os autores sugerem cautela em torno de seus próprios resultados. “Infelizmente”, eles escrevem, “mesmo as simulações de corpos N mais precisas são capazes de produzir prognósticos limitados no tempo para a evolução do sistema solar. Devido à natureza caótica das órbitas planetárias, a previsão determinística é impossível por um período suficientemente longo prazos.”
É claro que a própria Via Láctea mudará muito ao longo dessas escalas de tempo extremamente longas. Como isso afetará o futuro do sistema solar?
À medida que o sistema solar, ou o que resta dele, migra pela galáxia, a perspectiva pode mudar. “Ao longo das escalas de tempo consideradas neste estudo, o sistema solar pode sofrer migração radial através da Galáxia, encontrando regiões de densidade estelar e dispersão de velocidade diferentes.” Mas isso é quase impossível de modelar.
Migrará para fora ou para dentro? Ninguém tem certeza, e ninguém tem certeza se isso significa que o sistema remanescente encontrará menos estrelas ou mais estrelas. Mas a taxa de encontro pode variar em três vezes.
A Via Láctea também deve colidir ou se fundir com a galáxia de Andrômeda em vários bilhões de anos. Mas, novamente, isso não é fácil de modelar no nível granular de sistemas solares individuais. “Essas mudanças terão impacto na taxa e velocidade dos encontros estelares, mas estimar com precisão essas mudanças continua difícil e está além do escopo deste trabalho.”
Em todo caso, não há razão para terminar sua garrafa de absinto enquanto mantém um olho nervoso no céu. É improvável que a humanidade esteja por perto para testemunhar nada disso. Se for verdade que 99,9% de todas as espécies que já existiram foram extintas, não temos grandes chances.
Mas a questão em torno do destino do sistema solar ainda é fascinante. Eventualmente, os antigos companheiros planetários se dispersarão e vagarão pelo espaço como planetas rebeldes. Se alguma outra espécie de espertalhão os avistar, eles não terão idéia de suas origens e não terão como saber que certa espécie de hominídeo em certo planeta se perguntou sobre seu destino final.
Publicado em 05/12/2020 21h57
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