O problema dos três corpos é um dos problemas mais espinhosos da Natureza. As interações gravitacionais e os movimentos resultantes de três corpos são notoriamente difíceis de prever por causa da instabilidade. Um planeta orbitando duas estrelas é um exemplo do problema dos três corpos, mas às vezes é chamado de “problema restrito dos três corpos”. Nesse caso, há algumas órbitas estáveis potenciais para um planeta.
Um novo estudo mostra que o par vizinho Alpha Centauri AB pode hospedar um Super Júpiter em uma órbita estável.
A pesquisa é “Estabilidade do potencial super Júpiter no sistema Alpha Centauri.” Está disponível no site de pré-impressão arxiv.org. O único autor é Tinglong Feng, um estudante de graduação na Xi’an Jiaotong University, na China.
“O problema dos três corpos, que busca configurações de órbitas estáveis entre corpos gravitantes, é um desafio de longa data na mecânica celeste”, escreve Feng. Feng examina ? Centauri AB, nosso vizinho binário mais próximo, para entender se o sistema poderia hospedar um super Júpiter e qual órbita o planeta gigante poderia seguir.
Feng não é o primeiro astrônomo a lidar com o problema. “Como o sistema estelar triplo mais próximo da Terra, o sistema Alpha Centauri atraiu diversos estudos em astronomia, incluindo estabilidade de exoplanetas”, escreve Feng. Embora todo o sistema Alpha Centauri seja um sistema estelar triplo, ? Centauri AB estão longe o suficiente da terceira estrela para que componham um sistema binário.
Existem algumas soluções para o problema dos três corpos se um dos corpos tiver uma massa desprezível em comparação com os outros dois. ? Centauri AB é um par de estrelas semelhantes ao Sol. ? Centauri A é uma classe G estrela um pouco mais massiva que o Sol, e ? Centauri B é uma classe K estrela um pouco menos massiva que o Sol.
O estudo compara o sistema ? Centauri AB com um sistema estelar similar chamado GJ65AB (Gliese 65). É um par binário conhecido por hospedar um exoplaneta com a massa de Netuno. Embora Vidro 65 é um par de anãs M, a comparação ainda é valiosa porque “compartilha proporções de massa e excentricidades orbitais semelhantes”, escreve Feng. Gliese 65 também está perto, a apenas 8,8 anos-luz da Terra. Feng também realizou simulações do sistema ? Centauri AB para testar a ideia de que ele hospeda um exoplaneta.
“As similaridades entre GJ65AB e Alpha Centauri AB, junto com o super Netuno estável recentemente detectado no sistema GJ65, sugerem a estabilidade do super Júpiter potencial correspondente em Alpha Centauri AB”, escreve Feng. Os sistemas Gliese 65 e Alpha Centauri AB têm proporções de massa e excentricidades quase idênticas. Se GJ65 pode hospedar um planeta em uma órbita estável, ? Centauri AB também pode hospedar um?
Feng usou o fator de crescimento exponencial médio de órbitas próximas (MEGNO) método para testar a estabilidade potencial de um super Júpiter em ? Centauri AB. Primeiro, ele o usou para simular o sistema GJ65AB e o planeta recém-descoberto para verificar a estabilidade orbital do planeta. Então, ele fez o mesmo com ? Centauri AB. “Para esta simulação, restringimos o semieixo maior do planeta para variar de 0,1 a 5,0 ua, e excentricidades menores que 0,5”, escreve Feng.
As simulações MEGNO para Gliese 65 mostraram que o planeta com massa de Netuno recém-descoberto deveria ser estável.
au, que contém todas as órbitas estáveis para ? variando de 0 a 0,5 a ~0,35 au, que contém todas as órbitas estáveis para ? variando de 0 a 0,5,” explica Feng. Crédito da imagem: Feng 2024.
O próximo passo foi encontrar órbitas estáveis para um planeta orbitando ? Centauri AB. Para fazer isso, Feng usou ? Centauri A como estrela primária e injetou um planeta de 350 massas terrestres a uma distância de 23,336 UA. Todos os outros parâmetros eram semelhantes a GJ65, mas escalados para ? Centauri AB. “Descobrimos a zona estável com ?
abrangendo de 0,1 a ~ 2,2 ua, e ? varia de 0 a 0,5”, escreve Feng.
Feng diz que o “planeta potencialmente estável” deve ter ? aproximadamente igual a 1,189 e ? aproximadamente igual a 0,33. Esses números colocam o planeta na zona estável nos resultados do MEGNO.
Claro, nada disso significa que há um planeta lá. Apenas mostra que uma órbita estável potencial está disponível.
O trabalho de Feng propõe que exoplanetas em sistemas binários com proporções de massa e excentricidades quase idênticas podem exibir propriedades de estabilidade semelhantes. “A partir desta hipótese, juntamente com o planeta com massa de Netuno recentemente detectado no sistema GJ65, que é semelhante a Alpha Centauri AB, assumimos que a existência de um planeta com massa de Júpiter em potencial com parâmetros orbitais correspondentes em Alpha Centauri AB também deve ser possível”, escreve Feng.
Nenhum planeta foi detectado ao redor de ? Centauri AB, mas isso não significa que não haja um lá. Nossos métodos de caça a planetas estão longe de ser absolutos, e é provável que haja muitos planetas em sistemas próximos que ainda não conseguimos detectar.
Há muitas propostas para missões na região ou para telescópios projetados para sondar o sistema mais profundamente. Seu vizinho, Proxima Centauri, tem dois exoplanetas confirmados. E tem havido dicas tentadoras de que Alpha Centauri A hospeda um planeta, mas ele continua sendo apenas um candidato.
Uma detecção verdadeira ou não detecção enfática pode estar a anos ou décadas de distância. Quem sabe? Mas pelo menos o trabalho de Feng mostra que pode haver um lar orbital estável para um super Júpiter no sistema.
Fonte: InfoMoney
