Ilustração do computador de uma estrela binária. Crédito de imagem: Carnegie Institution. Clique para ampliar.
Novos trabalhos teóricos mostram que a formação de planetas gigantes gasosos pode ocorrer em torno de estrelas binárias da mesma maneira que ocorre em torno de estrelas únicas como o Sol. O trabalho é apresentado hoje pelo Dr. Alan Boss, do Departamento de Magnetismo Terrestre (DTM) da Instituição Carnegie, na reunião da Sociedade Astronômica Americana em Washington, DC. Os resultados sugerem que planetas gigantes de gás, como Júpiter, e planetas habitáveis do tipo Terra poderiam ser mais prevalentes do que se pensava anteriormente. Um artigo descrevendo esses resultados foi aceito para publicação no Astrophysical Journal.
"Temos a tendência de procurar outros sistemas solares em torno de estrelas como o nosso Sol", diz Boss. "Mas estamos aprendendo que os sistemas planetários podem ser encontrados em torno de todos os tipos de estrelas, de pulsares a anões M, com apenas um terço da massa do nosso Sol."
Duas em cada três estrelas na Via Láctea é membro de um sistema binário ou de estrelas múltiplas, no qual as estrelas orbitam entre si com separações que podem variar de quase contato (binários próximos) a milhares de anos-luz ou mais (binários largos). A maioria dos binários possui separações semelhantes à distância do Sol a Netuno (~ 30 UA, onde 1 AU = 1 unidade astronômica = 150 milhões de quilômetros - a distância da Terra ao Sol).
Não está claro se a formação do sistema planetário pode ocorrer em sistemas estelares binários típicos, onde as fortes forças gravitacionais de uma estrela podem interferir nos processos de formação do planeta ao redor da outra estrela e vice-versa. Trabalhos teóricos anteriores sugeriram, de fato, que estrelas binárias típicas não seriam capazes de formar sistemas planetários. No entanto, caçadores de planetas recentemente encontraram vários planetas gigantes de gás em órbita em torno de estrelas binárias com uma variedade de separações.
Boss descobriu que, se o aquecimento de choque resultante das forças gravitacionais da estrela companheira é fraco, os planetas gigantes de gás são capazes de formar discos formadores de planetas da mesma maneira que em torno de estrelas únicas. O disco formador de planeta permaneceria frio o suficiente para os grãos de gelo permanecerem sólidos e, assim, permitir o crescimento dos núcleos sólidos que devem atingir o tamanho de massa da Terra múltipla para que o mecanismo convencional de formação de planetas gigantes com gás (acreção do núcleo) seja bem-sucedido.
Os modelos de Boss mostram ainda mais diretamente que o mecanismo alternativo para a formação de planetas gigantes em gás (instabilidade do disco) pode prosseguir tão bem em sistemas estelares binários quanto em torno de estrelas únicas, e de fato pode até ser encorajado pelas forças gravitacionais da outra estrela . Nos novos modelos de Boss, o disco formador de planeta em órbita em torno de uma das estrelas é rapidamente conduzido para formar braços espirais densos, dentro dos quais se formam aglomerados de gravidade de gás e poeira e começam o processo de contração para tamanhos planetários. O processo é surpreendentemente rápido, exigindo menos de 1.000 anos para a formação de aglomerados densos em um disco sem características. Haveria muito espaço para planetas semelhantes à Terra se formarem mais próximos da estrela central depois que os planetas gigantes de gás se formarem, da mesma maneira que se pensa que nosso próprio sistema planetário se formou.
Boss ressalta: "Esse resultado pode ter implicações profundas, pois aumenta a probabilidade de formação de sistemas planetários semelhantes aos nossos, porque estrelas binárias são a regra em nossa galáxia, não a exceção". Se estrelas binárias podem abrigar sistemas planetários compostos por planetas gigantes gasosos externos e planetas parecidos com a Terra, então a probabilidade de outros mundos habitáveis torna-se subitamente aproximadamente três vezes mais provável - até três vezes o número de estrelas possíveis hospedeiros de sistemas planetários semelhante ao nosso. Os planos da NASA de procurar e caracterizar planetas semelhantes à Terra na próxima década teriam muito mais chances de sucesso.
Uma das principais questões remanescentes sobre os modelos teóricos é a quantidade correta de aquecimento de choque no interior do disco formador de planetas, bem como a questão mais geral sobre a rapidez com que o disco é resfriado. Boss e outros pesquisadores estão trabalhando ativamente para entender melhor esses processos de aquecimento e refrigeração. Dadas as crescentes evidências observacionais para planetas gigantes de gás em sistemas binários de estrelas, os novos resultados sugerem que o aquecimento de choque em discos binários não pode ser muito grande ou impediria a formação de planetas gigantes de gás.
Fonte original: Carnegie News Release
