Sistemas planetários, como o nosso Sistema Solar, geralmente surgem a partir do colapso gravitacional de uma nuvem de gás e poeira. O processo se inicia quando uma onda de choque, normalmente proveniente de uma supernova, atinge a nuvem, sacudindo seu material e iniciando uma espécie de reação em cadeira gravitacional.
Nessa reação, a gravidade vai aos poucos comprimindo material e fazendo com que a nuvem gire cada vez mais rápido, até formar um disco. No centro desse disco, onde a compressão é mais intensa, a fusão nuclear dá “vida” a uma nova estrela. Ao redor dessa estrela todo gás e poeira remanescentes formam o chamado disco protoplanetário que dará origem aos futuros planetas desse sistema.
Imagem: NASA Universe em Flickr.
Estrelas jovens não são as únicas que possuem um disco de material girando ao seu redor. Estrelas antigas ou quase mortas também podem possuir discos, mas estes, quando existem, são formados pelo material ejetado no final de sua vida. Uma dúvida que sempre intrigou os astrônomos é a possibilidade de haver o surgimento de novos planetas nos estágios finais da vida de uma estrela, formados a partir desses materiais ejetados.
Um estudo realizado pelo astrônomo KU Leuven Jacques Kluska – do Instituto de Astronomia da Bélgica – mostra que, estrelas velhas, que fazem parte de sistemas binários, também têm potencial para formar planetas.
Kluska explica que a primeira geração de planetas surge logo após a formação de uma estrela. Em nosso Sistema Solar, por exemplo, o Sol se formou há 4,6 bilhões de anos, enquanto a Terra há cerca de 4,5 bilhões de anos.
Hoje sabemos que o destino da Terra está entrelaçado com o destino do Sol. Quando o Sol se tornar uma gigante vermelha, ejetará material para o espaço e expandirá até atingir todos os planetas internos, inclusive a Terra. Júpiter e os demais planetas externos provavelmente sobreviverão, mas estarão “condenados” a orbitar uma estrela anã branca, remanescente do Sol, pelo resto de suas existências. Neste cenário, nenhum novo planeta se formará, pois, o material ejetado pelo Sol gigante vermelho se perderá no espaço.
Imagem: Kevin Gill em Flicr.
Devemos observar, no entanto, que o nosso Sistema Solar é uma raridade, pois a maioria das estrelas que observamos no espaço estão em sistemas binários ou múltiplos. Estrelas que compõem um sistema binário geralmente têm a mesma idade, porém massas diferentes. Como a massa inicial de uma estrela determina seu tempo de vida, em um sistema binário, uma estrela normalmente morre antes da outra.
Se uma das estrelas do sistema binário for semelhante ao nosso Sol, ao morrer, também ejetará material enquanto se torna uma gigante vermelha. Contudo, algo diferente pode acontecer, já que agora temos um centro gravitacional no meio das duas estrelas que se orbitam. A gravidade “combinada” das duas estrelas pode fazer com que o material expelido não mais seja perdido no espaço, mas forme um disco protoplanetário semelhante ao observado ao redor das estrelas jovens.
Imagem: European Southern Observatory em Flickr.
Segundo Kluska, há evidências de que uma segunda geração de planetas possa se formar em cerca de 10% dos sistemas binários nessa situação. Ele mostra que um em cada dez sistemas binários evoluídos, possui um disco com uma grande cavidade, sugerindo que algo está flutuando nessa região e coletando o material.
Imagem: Davide De Martin em Flickr.
Kluska explica que só há uma coisa grande que pode se formar nas cavidades dos discos: planetas. Ele e sua equipe ainda não têm certeza, mas acreditam que as evidências são intrigantes. Se uma segunda geração de mundos puder se formar desta maneira, isto significa que teremos que revisar nossas teorias sobre a formação planetária.
Vale lembrar que as estrelas de um sistema binário podem também morrer de um jeito mais dramático. Nesse cenário, a estrela companheira agrega o material expelido pela gigante vermelha moribunda, ao invés de deixá-lo escapar. Se essa companheira faminta for uma anã branca, esse processo poderá engatilhar uma supernova (tipo 1a).
Imagem: NASA Goddard Space em Flickr.
Alguns críticos do trabalho de Kluska alegam que esses discos, formados em sistemas binários antigos, duram apenas de 10.000 a 100.000 anos, tempo insuficiente para um planeta se formar. Contudo, Kluska se defende mostrando estudos recentes que sugerem que planetas com a massa de Saturno se formam em 500.000 anos e outros menos massivos em apenas 100.000 anos.
Os autores, no entanto, admitem que a cavidade identificada no disco desses sistemas binários pode ter sido provocada por um planeta da primeira geração que sobreviveu à fase de expansão da estrela. Planetas ao redor de sistemas binários são tão frequentes quanto aqueles observados em sistemas únicos.
A equipe de Kluska está monitorando, há algum tempo, um sistema binário promissor, onde provavelmente se formaram planetas de segunda geração. Trata-se do NN Serpentis, sistema binário onde vários pesquisadores já encontraram planetas. Se as suspeitas forem confirmadas, toda nossa teoria da formação dos planetas tomará um rumo sem precedentes.
Referências
KLUSKA, Jacques et al. A population of transition disks around evolved stars: Fingerprints of planets-Catalog of disks surrounding Galactic post-AGB binaries. Astronomy & Astrophysics, v. 658, p. A36, 2022. Disponível em: <link>. Acesso em: 8 fev. 2022.
Notícias
A Second Generation of Planets can Form Around a Dying Star. Universe Today, 2022. Disponível em: <link>. Acesso em: 15 ago. 2022.
Cite-nos
SANTOS, Gabriel. Uma segunda geração de planetas pode surgir no final da vida de uma estrela. Ciência Mundo, Rio de Janeiro, jan. 2022. Disponível em: . Acesso em: .
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
