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Existem planetas com mais de 1 estrela? Descubra os sistemas estelares múltiplos

·8 minuto de leitura

Na nossa vizinhança espacial, os oito planetas do Sistema Solar orbitam somente o Sol, uma única estrela em meio a centenas de milhões de outras que existem em nossa galáxia. Até o momento, os astrônomos já encontraram milhares de estrelas que têm planetas em suas órbitas — e isso não significa, necessariamente, que estes sistemas simples sejam iguais ao nosso, uma vez que já foram encontrados sistemas de estrelas duplas e até múltiplas.

Segundo a teoria da nebulosa solar, nossa vizinhança veio de uma nuvem de gás de poeira que teria de duas a três vezes a massa do Sol, a qual media cerca de 100 unidades astronômicas (cada uma representa a distância entre a Terra e a nossa estrela). Algo causou uma perturbação na nuvem, que fez com que ela sofresse colapso e fosse acumulando matéria em determinadas regiões; com isso, a nuvem iniciou um movimento rotativo que levou material para a parte central, dando origem ao Sol. O restante do disco começou a girar mais rápido e, em algum momento, nossa estrela iniciou a fusão nuclear, irradiando o restante da nebulosa planetária com energia.

Representação do Sistema Solar primordial, que formou planetesimais e, por fim, planetas (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)
Representação do Sistema Solar primordial, que formou planetesimais e, por fim, planetas (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)

Porém, pode acontecer de esta nebulosa formar não somente uma estrela, mas várias delas; para isso acontecer, a nuvem de gás e poeira deve ter determinada massa aliada a uma velocidade de rotação específica. É assim que nascem os vários sistemas múltiplos que existem no universo — tanto que pelo menos 80% dos pontos luminosos que vemos no céu são sistemas com uma ou mais estrelas, sendo que os sistemas binários e seus pares de estrelas são os mais comuns.

Os planetas em sistemas com duas estrelas

Como o próprio nome indica, os sistemas binários são formados por duas estrelas. As primeiras estrelas binárias identificadas foram as do tipo “visual”, ou seja, elas eram um par de estrelas tão separadas que podiam facilmente ser observadas com um telescópio ou até mesmo com binóculos — que foi o que aconteceu em 1617, quando o astrônomo Galileu Galilei voltou seu telescópio para Mizar, que faz parte da constelação da Ursa Maior, e descobriu uma estrela que aparentava ser duas; hoje, sabemos que existem sete por lá.

Um sistema assim pode se formar de diferentes formas; no cenário mais raro, uma estrela massiva captura outra que viajava desavisada pela galáxia. O processo mais comum envolve o envelope de gás e poeira da estrela, que pode colapsar em sua própria estrutura, se separando e formando duas novas delas. Depois, estas novas estrelas podem evoluir de diferentes formas, que dependem da distância que têm uma da outra.

O sistema Kepler-47, com sua estrela binária e três planetas, fica a cerca de 5 mil anos-luz da Terra (Imagem: Reprodução/NASA)
O sistema Kepler-47, com sua estrela binária e três planetas, fica a cerca de 5 mil anos-luz da Terra (Imagem: Reprodução/NASA)

O Kepler-47 é um ótimo exemplo de sistema binário: quase como acontece em Tatooine, o planeta do universo de Star Wars, os planetas orbitam um par de estrelas; uma delas tem tamanho parecido com o do Sol, enquanto a outra é bem menor que o nosso astro. Por enquanto, dois planetas já foram descobertos por lá, e foi em 2019 que uma equipe de astrônomos se surpreendeu ao encontrar um terceiro planeta no sistema — que, aliás, é maior que seus irmãos.

Outra estrela que foi um enigma por muito tempo é a chamada Estrela de Tabby, que intrigou astrônomos por mostrar um decaimento de brilho em intervalos irregulares. Por muito tempo, várias explicações foram propostas para explicar isso, como nuvens irregulares de poeira passando por lá ou até a formação de um protoplaneta; depois de cinco anos de estudos, uma equipe de cientistas descobriu que pode haver uma segunda estrela existente por lá, que talvez esteja gravitacionalmente ligada à Estrela de Tabby.

Se você está pensando sobre as chances de haver vida nestes e outros planetas que orbitam pares de estrelas, saiba que está uma questão complexa. Hoje, os astrônomos estão percebendo que, embora grande parte dos sistemas binários tenham planetas — os quais podem tanto orbitar uma só das estrelas quanto as duas do sistema —, a vida teria dificuldade para prosperar por lá. Parte disso se deve ao fato de que, quando há múltiplas estrelas, elas podem acabar perturbando a órbita do planeta, influenciando também as chances que formas de vida teriam para sobreviver.

E se a Terra orbitasse dois sóis?

Por muito tempo, esta foi uma pergunta que se manteve como uma especulação teórica, mas isso mudou com a descoberta dos planetas circumbinários, que são aqueles que orbitam uma estrela dupla. Para simplificar como isso seria no caso do Sistema Solar, imagine que o Sol foi substituído por duas estrelas próximas, cada uma emitindo metade do brilho solar; neste caso, a energia que alcança a Terra seria a mesma, e não haveria grandes mudanças na vida por aqui.

O pôr dos "sóis" no planeta Tatooine, de Star Wars (Imagem: Reprodução/Twentieth Century Fox/LucasFilm)
O pôr dos "sóis" no planeta Tatooine, de Star Wars (Imagem: Reprodução/Twentieth Century Fox/LucasFilm)

Se estes "novos sóis" tiverem 85% da massa do Sol real, a massa combinada de ambos teria efeito gravitacional mais forte, o que reduziria nosso ano para apenas 280 dias de duração. Esta também não é uma mudança tão preocupante, já que o maior problema seria a estabilidade do nosso sistema — e, felizmente, se as duas estrelas estiverem a menos de 15 milhões de km entre si, é possível que a Terra e os demais planetas se mantivessem estáveis.

Por outro lado, caso elas fossem mais próximas — digamos que estivessem a 5 milhões de quilômetros de distância entre si —, um "Sol" orbitaria o outro aproximadamente a cada dez dias, proporcionando eclipses e alguns períodos de frio. Embora nada disso ofereça grandes ameaças à vida por aqui, o astrofísico Paul Sutter considera improvável que a vida exista na maioria dos sistemas binários: "embora eles certamente tenham uma zona habitável em que a água poderia existir em estado líquido, a vida pode ter dificuldade para se estabelecer", disse em entrevista.

Ele toma como exemplo o sistema Kepler-47 e um de seus planetas: “orbitar duas estrelas, como o Kepler-47c faz, torna a vida muito elíptica, levando o planeta para fora da zona habitável ocasionalmente, e a vida não se dá muito bem com congelamentos frequentes”, explicou. Mesmo que o planeta orbite somente uma estrela, a situação não fica muito melhor, já que a existência das duas estrelas poderia oferecer o dobro de calor, de radiação ultravioleta e de manchas solares — e, como cada uma ficaria em um lado do planeta em determinados momentos, as noites seriam prejudicadas.

Como são os sistemas com três estrelas (ou mais)

Os sistemas estelares múltiplos, que são aqueles que têm três ou mais estrelas, são mais raros, mas existem. Nestes casos, as estrelas têm dinâmicas mais complexas e até mais instáveis — tanto que as interações entre aquelas que estão mais próximas umas das outras pode resultar em alguma sendo “expulsa” do sistema. Estes sistemas também podem ser do tipo “múltiplos hierárquicos”, que ocorrem quando as estrelas são organizadas em grupos e subgrupos que orbitam um só baricentro, ou seja, um centro de massa comum; nesse caso, o sistema apresenta estabilidade.

Representação do planeta HD 131399Ab, que faz parte de um sistema estelar tripo (Imagem: Reprodução/ESO/L. Calçada)
Representação do planeta HD 131399Ab, que faz parte de um sistema estelar tripo (Imagem: Reprodução/ESO/L. Calçada)

A quantidade de estrelas nestes sistemas é variada — temos, por exemplo, o sistema Nu Scorpii, onde há sete delas que seguem orbitando uma à outra há milênios. Se as estrelas nunca passassem por nenhum processo que causasse mudanças nelas, esta dinâmica seria mantida por mais milhares de anos; contudo, sabemos que não é assim que funciona o ciclo de vida estelar: conforme consomem combustível para a fusão nuclear ao longo do tempo, elas vão se transformando. Dependendo da massa que tiverem, quando chegam ao fim de suas vidas elas podem inchar como gigantes vermelhas e explodir como supernovas, ou se tornar objetos como anãs brancas e buracos negros

Então, mesmo sendo mais raros, isso não significa que nunca encontramos nenhum sistema com várias estrelas — tanto que foi neste ano que uma equipe de astrônomos analisou dados coletados pelo telescópio TESS, da NASA, e tiveram uma surpresa: eles identificaram um sistema estelar sêxtuplo, onde as seis estrelas orbitam umas às outras e causam eclipses regulares entre si. Por sorte, a Terra está alinhada ao mesmo plano das órbitas das estrelas deste sistema, então é possível observar daqui os eclipses que acontecem a cada vez que uma passa à frente da outra.

Pode acontecer também de o sistema ficar "disfarçado", que é o que aconteceu com o aquele em que o planeta KELT-4Ab está: inicialmente, os pesquisadores pensaram que se tratava de um sistema estelar simples, composto por apenas uma estrela; depois, notaram haver duas estrelas, onde uma orbitava a outra. Por fim, a equipe foi surpresa ao perceber que, na verdade, havia três sóis por lá — e, felizmente, este sistema triplo fica a "apenas" 685 anos-luz de distância de nós, uma excelente notícia para estudos futuros, já que outros sistemas triplos conhecidos ficam bem mais distantes.

Fonte: Canaltech

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