gov-civil-vilareal.ptQuantos planetas habitáveis uma estrela pode ter? Acontece que cerca de 6.
>Quantos planetas habitáveis você pode ter orbitando uma única estrela?
Em nosso sistema solar, apenas um planeta é realmente habitável no sentido estrito da palavra: Terra. Marte é muito frio com ar muito rarefeito, e Vênus é exatamente o oposto.
Mas ... isso é casual. Se você trocasse as posições de Marte e Vênus, e talvez trocasse uma fração significativa da atmosfera de Vênus, suas temperaturas seriam muito mais adequadas para nós*. Isso é porque ambos estão em nosso Sol zona habitável , o intervalo de distância de nossa estrela onde a água líquida pode existir na superfície de um planeta.
A ideia de uma zona habitável é um pouco mole, porque ter água líquida depende de uma lista de outras coisas, incluindo a existência de uma atmosfera, o que há nela e muito mais. Mas é um conceito útil, desde que você não olhe muito de perto†.
Então, tecnicamente, três planetas orbitam o Sol em sua zona habitável. Mas quantos poderia você se encaixa aí?
Arte mostrando o sistema planetário TRAPPIST-1, sete planetas do tamanho da Terra orbitando uma anã vermelha fria. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Em algum número, você atingiu um limite. A região finita do espaço significa que os planetas ficariam muito próximos uns dos outros. Eles interagiriam gravitacionalmente, e os hijinks celestiais aconteceriam: eles criariam o caos, e alguns planetas ou planetas teriam sua órbita desordenada, jogando-os no Sol ou ejetando-os inteiramente do sistema.
Além disso, a zona habitável de uma estrela depende de quão quente está. Quando você faz as contas, descobre que uma anã vermelha legal tem uma pequena e estreita, enquanto uma enorme estrela azul tem uma enorme zona habitável que se estende por um longo caminho.
Portanto, quando olhamos para outras estrelas, devemos esperar ver sistemas como o nosso, com poucos planetas na zona habitável, ou pode haver mais ali?
Uma equipe de astrônomos deu uma olhada neste , usando um software que calcula a gravidade e o movimento de um sistema de planetas ao longo do tempo para verificar a estabilidade. Para uma dada massa estelar, eles calcularam o tamanho da zona habitável, então colocaram um planeta de massa terrestre na borda interna da zona, outro na borda externa e, então, acrescentaram mais espaçamento uniforme entre os dois. Para cada tipo de estrela, eles rodaram a simulação para um total de 5, 6 e 7 planetas, deixando a simulação ir para 100 milhões de órbitas do planeta interno para dar às coisas um bom tempo para se desenrolarem.
O que eles encontraram é muito legal . Para estrelas de massa muito baixa, digamos 0,1 vez a massa do Sol, nenhum sistema é estável. A zona habitável é muito estreita, então os planetas sempre interagiram. No entanto, uma vez que você chega a estrelas com 0,2 vezes a massa do Sol (ainda muito baixa, então estamos falando de anãs vermelhas aqui) a zona se alargou o suficiente para cada O sistema de 5 planetas era estável. Para estrelas com 0,7 ou mais vezes a massa do Sol, os sistemas de 6 planetas também funcionam muito bem.
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Obra de arte representando uma estrela com vários planetas orbitando-a. Crédito: NASA / JPL-Caltech / R. Ferida (IPAC)
Para algumas faixas estreitas de massa de estrelas, os sistemas de 7 planetas também acabam sendo estáveis. Você pensaria que uma estrela mais massiva significa uma zona habitável maior, então mais planetas caberiam, mas há um macaco nessa chave: Ressonâncias . Se um ou mais planetas têm períodos orbitais que são frações simples uns dos outros, como 2: 1 ou 5: 4, eles se puxam periodicamente, adicionando ou removendo energia orbital. É como chutar as pernas na hora certa em um balanço, amplificando seu movimento.
Nesse caso, porém, as ressonâncias podem significar a ruína de um sistema. Para zonas habitáveis de determinado tamanho e massas estelares, os planetas encontram-se em ressonância e as órbitas tornam-se instáveis. É por isso que uma estrela de massa menor pode ser capaz de reter mais planetas do que uma estrela de massa maior. Pode não haver ressonâncias na zona habitável para a estrela menor, enquanto há para a maior.
Há outro problema também, e é literalmente um grande problema: planetas gigantes orbitando fora da zona habitável. Eles influenciam os planetas internos e podem criar ainda mais instabilidades, tornando mais difícil compactar a zona habitável de uma estrela com planetas do tamanho da Terra. Se uma estrela não tiver esses planetas gigantes, então está tudo bem, mas se ela tiver um ou mais - como o nosso faz - isso pode reduzir drasticamente o número de órbitas estáveis de zonas habitáveis planetárias.
Existem coisas mais sutis a serem observadas também. Conforme uma estrela envelhece, ela fica mais quente, então sua zona habitável se move para fora. Um planeta que orbita na borda interna da zona habitável de uma estrela pode sentir-se desconfortavelmente quente após alguns bilhões de anos.
Além disso, eles não olharam para planetas de massa inferior (como, digamos, Marte) ou planetas em órbitas elípticas. Inclinar um pouco as órbitas pode impedir que as ressonâncias bagunçam as coisas também. Claramente, há espaço aqui para executar muito mais simulações sobre isso.
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O sistema planetário TRAPPIST-1 (meio) pode caber inteiramente dentro da órbita de Mercúrio (parte inferior), mas três planetas estão na zona habitável de sua estrela fria. As quatro grandes luas de Júpiter também são mostradas em escala (topo) para comparação. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Vai demorar um pouco antes que essa previsão possa ser verificada no Universo real, no entanto. Encontrar tantos planetas ao redor de uma estrela é raro (TRAPPIST-1 sendo uma das poucas exceções até agora) e fica mais difícil para estrelas mais massivas, onde os planetas estão mais distantes da estrela; nossos melhores métodos de detecção funcionam bem para planetas mais próximos .
Mas que coisa a aprender! Encontraremos sistemas com 5 planetas em sua zona habitável? E em caso afirmativo, quantos serão realmente habitáveis?
O Universo é um lugar muito legal e adora diversidade. Se eu tivesse que apostar, diria que tais sistemas existem. Raro, mas lá fora. Quanto tempo vai demorar antes de encontrarmos um?
* Ainda precisaríamos dar a eles oxigênio e provavelmente substituir o CO2 por nitrogênio, mas me acompanhe aqui.
† Além disso, é possível ter oceanos abaixo da superfície em luas geladas em torno de gigantes gasosos , então, novamente, o conceito de zona habitável é um pouco limitado. É mais um bom lugar para começar do que a busca por lugares clemente no Universo.
