Muitos planetas semelhantes a Tatooine em torno de estrelas binárias podem ser habitáveis

SEATTLE — Planeta natal de Luke Skywalker em Guerra das Estrelas é coisa de ficção científica. Mas planetas semelhantes a Tatooine em órbita ao redor de pares de estrelas podem ser nossa melhor aposta na busca por planetas habitáveis ​​além do nosso sistema solar.

Muitas estrelas no universo vêm em pares. E muitos deles devem ter planetas orbitando-os (SN: 25/10/21). Isso significa que pode haver muito mais planetas orbitando em torno de binários do que em torno de estrelas solitárias como a nossa. Mas até agora, ninguém tinha uma ideia clara sobre se os ambientes desses planetas poderiam ser propícios à vida. Novas simulações de computador sugerem que, em muitos casos, a vida pode imitar a arte.

Planetas semelhantes à Terra orbitando algumas configurações de estrelas binárias podem permanecer em órbitas estáveis ​​por pelo menos um bilhão de anos, relataram pesquisadores em 11 de janeiro na reunião da American Astronomical Society. Esse tipo de estabilidade, propõem os pesquisadores, seria suficiente para potencialmente permitir o desenvolvimento da vida, desde que os planetas não fossem muito quentes ou frios.

Dos planetas que ficaram presos, cerca de 15% permaneceram em sua zona habitável – uma região temperada em torno de suas estrelas onde a água pode permanecer líquida – na maior parte ou mesmo o tempo todo.

Os pesquisadores fizeram simulações de 4.000 configurações de estrelas binárias, cada uma com um planeta parecido com a Terra em órbita ao seu redor. A equipe variou coisas como as massas relativas das estrelas, os tamanhos e formas das órbitas das estrelas entre si e o tamanho da órbita do planeta em torno do par binário.

Os cientistas então rastrearam o movimento dos planetas por até um bilhão de anos de tempo simulado para ver se os planetas permaneceriam em órbita ao longo dos tipos de escalas de tempo que poderiam permitir o surgimento da vida.

Um planeta orbitando estrelas binárias pode ser expulso do sistema estelar devido a interações complicadas entre o planeta e as estrelas. No novo estudo, os pesquisadores descobriram que, para planetas com grandes órbitas em torno de pares de estrelas, apenas cerca de 1 em cada 8 foi expulso do sistema. O resto era estável o suficiente para continuar em órbita por um bilhão de anos. Cerca de 1 em cada 10 se estabeleceu em suas zonas habitáveis ​​e lá permaneceu.

Dos 4.000 planetas que a equipe simulou, cerca de 500 mantiveram órbitas estáveis ​​que os mantiveram em suas zonas habitáveis ​​pelo menos 80% do tempo.

“A zona habitável. . . como eu caracterizei até agora, vai do congelamento à fervura”, disse Michael Pedowitz, aluno de graduação do College of New Jersey em Ewing, que apresentou a pesquisa. Sua definição é excessivamente rígida, disse ele, porque eles escolheram modelar planetas semelhantes à Terra sem atmosferas ou oceanos. Isso é mais simples de simular, mas também permite que as temperaturas flutuem descontroladamente em um planeta enquanto ele orbita.

“Uma atmosfera e oceanos suavizariam bastante bem as variações de temperatura”, diz a coautora do estudo Mariah MacDonald, astrobióloga também do College of New Jersey. Uma abundância de ar e água permitiria potencialmente que um planeta mantivesse condições habitáveis, mesmo que passasse mais tempo fora da zona habitável nominal em torno de um sistema estelar binário.

O número de planetas potencialmente habitáveis ​​“vai aumentar assim que adicionarmos atmosferas”, diz MacDonald, “mas ainda não posso dizer quanto”.

Ela e Pedowitz esperam construir modelos mais sofisticados nos próximos meses, bem como estender suas simulações além de um bilhão de anos e incluir mudanças nas estrelas que podem afetar as condições de um sistema solar à medida que envelhece.

A possibilidade de planetas estáveis ​​e habitáveis ​​em sistemas estelares binários é uma questão oportuna, diz o astrofísico da Penn State Jason Wright, que não esteve envolvido no estudo.

“No momento Guerra das Estrelas saiu,” ele diz, “nós não sabíamos de nenhum planeta fora do sistema solar, e não saberíamos por 15 anos. Agora sabemos que existem muitos e que orbitam essas estrelas binárias.”

Essas simulações de planetas orbitando binários podem servir como um guia para experimentos futuros, diz Wright. “Esta é uma população subexplorada de planetas. Não há razão para que não possamos ir atrás deles, e estudos como este provavelmente estão nos mostrando que vale a pena tentar”.

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