Saturno – ou Cronos – pode ser aquele com uma horrível reputação de canibalismo filial na mitologia, mas quando se trata de gigantes cósmicos comendo seus próprios filhos, acontece que estrelas como o Sol têm muito a responder.
De acordo com um novo estudo, pelo menos um quarto de todas as estrelas como o Sol engolfou um de seus próprios planetas em algum momento de suas vidas.
Isso não significa que vamos prendê-los na prisão estelar por crimes contra seus parentes, mas mostra que muitos sistemas planetários são dinamicamente instáveis, o que torna o Sistema Solar diferente – uma descoberta que pode ter implicações em nossa pesquisa para mundos semelhantes à Terra.
“A evidência observacional de que os sistemas planetários podem ser muito diferentes uns dos outros sugere que suas histórias dinâmicas eram muito diversas, provavelmente como resultado de uma forte sensibilidade às condições iniciais. Os processos dinâmicos nos sistemas mais caóticos possivelmente desestabilizaram as órbitas planetárias, forçando para mergulhar na estrela hospedeira “, escreveu uma equipe de pesquisadores em um novo artigo publicado na Nature Astronomy.
“Evidências inequívocas de eventos de engolfamento de planetas e conhecimento de sua ocorrência em estrelas semelhantes ao Sol lançariam luz sobre os possíveis caminhos evolutivos dos sistemas planetários, indicando quantos deles passaram por fases complexas de reconfiguração altamente dinâmica.”
Nosso estranho sol
Acredite ou não, nosso Sol é uma raridade na Via Láctea. A maioria das estrelas de nossa galáxia – cerca de 75 por cento – são estrelas do tipo M, ou anãs vermelhas: pequenas, frias e de vida muito longa. Nosso Sol é uma estrela do tipo G, conhecida como anã amarela; apenas 7 por cento das estrelas da Via Láctea são do tipo G.
Além disso, o Sol é um solitário. Os astrônomos acreditam que a maioria das estrelas nasce em sistemas estelares com um ou mais irmãos; na verdade, a maioria das estrelas da Via Láctea tem pelo menos uma outra companheira, presa em uma órbita mútua como um sistema binário. (E sim, o Sol pode ter um gêmeo perdido há muito tempo lá fora, em algum lugar.)
É assim que funciona. Quando um nó denso em uma nuvem de gás molecular no espaço colapsa sob sua própria gravidade e começa a girar, o que você tem é o início de uma estrela, ou proto-estrela. O gás ao redor da protoestrela forma um disco, que alimenta a estrela em crescimento. Durante esse processo, o disco pode se fragmentar, dividindo-se em uma segunda protoestrela.
Assim que as estrelas terminam de se formar, o material restante no disco forma planetas, cinturões de asteróides e cometas – todas as outras coisas que constituem um sistema planetário. Dependendo de onde essas coisas se formam no disco, elas podem ter proporções diferentes das coisas que estavam na nuvem inicial.
E, como são formadas do mesmo aglomerado de material, as estrelas binárias devem ter composições químicas e até massas muito semelhantes.
Este nem sempre é o caso, porém. Então, uma equipe de astrônomos liderada por Lorenzo Spina, do Observatório Astronômico de Pádua, na Itália, e da Monash University, na Austrália, decidiu examinar mais de perto os sistemas binários. Eles identificaram 107 pares de estrelas com temperaturas e gravidade superficial semelhantes e estudaram suas propriedades químicas.
Curiosamente, eles descobriram que um número significativo de binários tinha uma química incompatível.
“Embora as estrelas em sistemas binários devam compartilhar um padrão químico idêntico, os componentes estelares de 33 pares em nossa amostra têm abundâncias de ferro que são anormalmente diferentes no nível 2-sigma”, escreveram os pesquisadores. Isso sugere que todas as estrelas semelhantes ao Sol têm 20-35% de chance de comer seus planetas.
Eles descobriram que as chances de encontrar um binário quimicamente anômalo aumentam com a temperatura do par. É improvável que isso seja o resultado de não homogeneidades dentro da nuvem protoestelar; em vez disso, de acordo com a modelagem, é mais provável que seja o resultado de material planetário caindo sobre a estrela e poluindo a zona convectiva – a camada na qual o material é transportado por meio de fluxos de calor.
“Quando o material planetário entra na estrela e polui sua zona convectiva, a composição da atmosfera estelar muda de uma forma que reflete a composição observada em objetos rochosos, ou seja, os elementos refratários [metais e silicatos] são mais abundantes do que os voláteis”, escreveram os pesquisadores.
“Portanto, estrelas que engolfaram material planetário devem ter proporções de abundância de refratários sobre os voláteis que são mais altas do que as proporções típicas encontradas em estrelas de idades e metalicidade semelhantes.”
Restringindo a pesquisa de exoplanetas
A descoberta tem implicações muito importantes para o estudo de outros sistemas planetários. Mais de 4.500 exoplanetas foram confirmados até o momento, e parece haver uma grande variedade na arquitetura de seus sistemas. Isso sugere que os sistemas planetários são muito sensíveis às condições iniciais, no início de sua formação.
A pesquisa apresenta evidências adicionais de que uma porcentagem significativa de sistemas orbitando estrelas semelhantes ao Sol tiveram um início de vida muito turbulento. Talvez também tenha implicações para a compreensão de como e por que a vida surgiu na Terra, uma vez que todas as estrelas no estudo eram binárias. As descobertas podem sugerir que os sistemas binários são um pouco confusos para as condições estáveis que podem ser necessárias para a vida.
E pode nos ajudar a restringir onde procurar exoplanetas semelhantes à Terra. Embora estrelas semelhantes ao Sol sejam relativamente raras na Via Láctea, ainda existem milhões perto o suficiente para que possamos olhar. Estudar suas atmosferas em busca de elementos refratários pode ajudar a restringir os devoradores de planetas.
Ele funciona até mesmo quando aplicado ao Sol, que parece peculiarmente baixo em elementos refratários quando comparado a outras estrelas semelhantes ao Sol.
“A possibilidade de detectar assinaturas químicas de eventos de engolfamento de planetas implica que podemos usar a composição química de uma estrela para inferir se seu sistema planetário passou por um passado extremamente dinâmico, ao contrário de nosso Sistema Solar, que preservou seus planetas em órbitas quase circulares com migrações muito limitadas “, escreveram os pesquisadores.
“Portanto, agora temos um método potencial ‘upstream’ para identificar aquelas estrelas semelhantes ao Sol que são menos propensas a hospedar planetas semelhantes à Terra, o que poderia ser útil como um critério para pesquisas de planetas.”
Publicado em 02/09/2021 19h15
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