Astrônomos mostram como planetas se formam em sistemas estelares binários

Astrônomos mostram como planetas se formam em sistemas estelares binários

Por Wyllian Torres | Editado por Patrícia Gnipper | 27 de Julho de 2021 às 17h00
ESO/L. Calçada/N. Risinger

A configuração de um sistema planetário depende muito de sua estrela-mãe. No Sistema Solar, todos os planetas e objetos conhecidos orbitam exclusivamente o Sol, desde seu início. Mas, como seria a formação de exoplanetas localizados em sistemas estelares binários? Pela primeira vez, pesquisadores desenvolveram o modelo mais realista (até então) da formação destes mundos que orbitam duas estrelas.

Um grupo de cientistas da Universidade de Cambridge e do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre estudou como planetas em sistemas binários se formam sem serem destruídos por seu ambiente caótico de nascimento — como o exoplaneta Tatooine, observado pelo telescópio TESS. Para isto, eles simularam um sistema planetário onde a estrela menor orbita a maior a cada 100 anos — aliás, parecido com nosso sistema vizinho, de Alpha Centauri. "Um sistema como este seria o equivalente a um segundo Sol onde Urano está, o que faria nosso próprio Sistema Solar parecer muito diferente", explica Roman Rafikov, co-autor do artigo.

Representação artística de um exoplaneta orbitando a estrela Alpha Centauri B (Imagem: Reprodução/ESO/L. Calçada/N. Risinger)

A formação de planetas começa a partir do disco protoplanetário que envolve uma jovem estrela, formado, principalmente, de hidrogênio e hélio. No estudo, Rafikov e Kedron Sillbee, também autor da pesquisa, descobriram que, para a formação de planetas nesses sistemas estelares duplos, os planetesimais — blocos fundamentais da construção planetária, que se formam no disco ao redor da estrela — precisam ter, pelo menos, 10 km de diâmetro. Além disso, o disco de poeira, gás e gelo precisa ser relativamente circular.

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De acordo com as teorias mais recentes, como a Teoria da Nebulosa Solar, as partículas de poeira se juntam, formando, então, corpos sólidos e cada vez maiores. Caso este processo se encerre antes do tempo, pode ser que o resultado seja um mundo rochoso com tamanho parecido com o da Terra. Se ele continuar a crescer, terá gravidade suficiente para atrair a maior parte do gás presente no disco protoplanetário, dando origem a um gigante gasoso parecido com Júpiter, possivelmente.

Disco protoplanetário capturado pelo observatório ALMA (Imagem: Reprodução/S. Andrews/B. Saxton/ALMA

No entanto, essa explicação só é possível quando se trata de um sistema planetário com apenas uma estrela, como é o caso do Sistema Solar. “A formação de planetas em sistemas binários é mais complicada, porque a estrela companheira atua como um batedor de ovos gigante, excitando dinamicamente o disco protoplanetário", explica Rafikov. Com duas estrelas, as partículas sólidas colidem umas com as outras a uma altíssima velocidade e, em vez de se unirem, destroem-se. Então como estes mundos conseguiram se desenvolver em sistemas assim?

A partir de um modelo matemático, os pesquisadores conseguiram detalhar o crescimento planetário em um sistema binário. "O disco é conhecido por afetar diretamente os planetesimais por meio do arrasto de gás, agindo como uma espécie de vento", diz Silsbee. Ele acrescenta que, há alguns anos, sabemos que a gravidade do próprio disco protoplanetário altera a dinâmicas desses blocos fundamentais, permitindo que alguns mundos se formem, apesar das pertubações gravitacionais das estrelas próximas.

Pesquisas como esta contribuem para a nossa compreensão sobre a formação de planetesimais, fundamentais para a formação de um planeta, bem como sobre o surgimento de mundos que orbitam sistemas de estrelas binárias ou únicas. O artigo relatando o estudo foi publicado na revista Astronomy and Astrophysics.

Fonte: Phys.org

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