Por que é importante procurar exoplanetas em sistemas estelares triplos e quantos podemos encontrar lá? Isso é o que estudo recente aceito por Astrofísica e Ciências Espaciais espera abordar enquanto dois pesquisadores da Universidade do Texas em Arlington investigam a probabilidade estatística de sistemas estelares triplos hospedarem exoplanetas. Este estudo tem o potencial de ajudar os investigadores a compreender melhor a formação e evolução de sistemas estelares triplos e se são adequados para encontrar vida como a conhecemos.
Aqui, Universo hoje discute esta incrível pesquisa com Dr.Manfred Cuntzque é professor de física na Universidade do Texas em Arlington e principal autor do estudo, sobre a motivação por trás do estudo, os resultados mais significativos, a importância de estudar sistemas estelares triplos e a probabilidade de encontrar exovida em sistemas estelares triplos . Portanto, qual foi a motivação por trás do estudo?
Dr. Cuntz conta Universo Hoje“A idade e a metalicidade (ou seja, a quantidade de elementos pesados = outros elementos além do hidrogênio e do hélio) são propriedades fundamentais das estrelas – uma afirmação que se aplica a todas as estrelas. Considerando que a maioria das estrelas (o que, no entanto, não se aplica ao Sol) são membros de sistemas de ordem superior – o estudo de estrelas em sistemas estelares triplos é uma extensão natural da investigação focada em estrelas individuais.”
Para o estudo, os pesquisadores conduziram uma análise estatística referente às idades e metalicidades de sistemas estelares triplos com um total de 27 exoplanetas confirmados com base em pesquisas anteriores, com o número de exoplanetas em cada sistema variando de 1 a 5. As idades do as idades dos sistemas estelares triplos, com margens de erro, variaram entre 20 milhões de anos e 7,2 bilhões de anos. Para contextualizar, estima-se que o nosso Sol tenha pouco mais de 4,6 mil milhões de anos.
As metalicidades dos sistemas estelares, com margens de erro, variaram entre -0,59 a +0,56, que muitas vezes é calculado com base na proporção de ferro para hidrogênio (Fe/H), e também é calculado com a equação X + Y + Z = 1, com X sendo a fração de hidrogênio, Y sendo a fração de hélio e Z sendo todo o resto ( isto é, carbono, oxigênio, silício, ferro, etc.). Esses valores variam entre -4,5 a +1,0, com estrelas exibindo 0, -1, maior que 0 e menor que 0, indicando que uma estrela é igual em abundância de ferro ao nosso Sol, um décimo da abundância de ferro do nosso Sol, maior metal conteúdo do que o nosso Sol e menos conteúdo de metal do que o nosso Sol, respectivamente. Portanto, quais foram os resultados mais significativos deste estudo?
“Dois resultados altamente significativos foram identificados”, diz o Dr. Cuntz Universo Hoje. “Primeiro, as estrelas em sistemas estelares triplos são, em média, notavelmente mais jovens do que as estrelas situadas na vizinhança solar. A explicação mais plausível é um possível efeito de seleção dupla devido à massa relativamente alta das estrelas que hospedam planetas nesses sistemas (que passam menos tempo na sequência principal do que as estrelas de baixa massa) e que os planetas em sistemas estelares triplos podem ser longos. -termo orbitalmente instável. A metalicidade estelar dessas estrelas é, em média, semelhante à solar; no entanto, devido ao número limitado de dados, este resultado não é inconsistente com a descoberta anterior de que estrelas com planetas tendem a ser ricas em metais, uma vez que a distribuição de metalicidade deduzida é relativamente ampla.”
As distâncias aos respectivos sistemas estelares triplos variam entre 4,3 e 1.870 anos-luz da Terra, mas apenas 6 dos 27 sistemas estelares triplos residem num raio de 100 anos-luz de distância. Esses seis sistemas estelares triplos incluem Alfa Centauro (4,3 anos-luz), Épsilon Indiano (11,9 anos-luz), LTT 1445 (22,4 anos-luz), Vidro 667 (23,6 anos-luz), 94 aulas (73,6 anos-luz), e psi1 do dragão (74,5 anos-luz), com o número total de exoplanetas (com candidatos a exoplanetas) dentro de cada sistema sendo 3 (2), 1, 1, 2 (1), 1 e 1, respectivamente. Para contexto, em setembro de 2024o número total de sistemas exoplanetários confirmados no nosso cosmos é superior a 4.300, abrangendo quase 5.800 exoplanetas. Mas apesar do pequeno número de sistemas estelares triplos que hospedam exoplanetas, qual é a importância de estudar sistemas estelares triplos?
Dr. Cuntz conta Universo Hoje“A maioria das estrelas (o que, no entanto, não se aplica ao Sol) são membros de sistemas de ordem superior, especialmente binários – e em casos menos comuns, sistemas estelares triplos e sistemas de ordem ainda superior. Portanto, o estudo de planetas hospedados por sistemas estelares triplos é uma extensão natural da abordagem padrão focada em planetas em torno de estrelas únicas. O presente estudo centra-se em algumas das propriedades das estrelas em sistemas estelares triplos, que também são conhecidos por albergarem planeta(s) – um cenário relativamente raro. A importância do estudo atual é expandir a nossa compreensão geral dos sistemas estrela-planetas.”
Para Alpha Centauri, o exoplaneta, Próxima Centauri bfoi confirmado que é terrestre (rochoso), aproximadamente do tamanho da Terra em raio e massa, e orbita dentro da zona habitável (HZ) de Proxima Centauri, uma das estrelas que compõem o sistema estelar triplo Alpha Centauri. O único outro exoplaneta terrestre orbitando dentro do HZ da sua estrela é Gliese 667 CCcuja massa e raio são maiores que a Terra, designando-a como uma super-Terra. Portanto, dado o pequeno número de sistemas estelares triplos que possuem exoplanetas e ainda menos que hospedam exoplanetas terrestres orbitando em seu HZ, qual é a probabilidade de encontrar exovida em sistemas estelares triplos?
“O único planeta onde sabemos com certeza que existe vida é a Terra”, diz o Dr. Universo Hoje. “No entanto, através de estudos observacionais e teóricos durante muitas décadas de trabalho empenhado, os cientistas estão convencidos de que a exolife é quase certamente real. Esta afirmação também deve se aplicar a planetas em sistemas estelares triplos. No entanto, esses planetas estão normalmente sujeitos a forças ambientais relativamente variáveis (por exemplo, quantidades variáveis de radiação recebida pelos componentes estelares), o que deverá reduzir a probabilidade de formas de vida avançadas, mas ainda deverá permitir vida microbiana, especialmente extremófilos.”
À medida que o número de exoplanetas confirmados continua a crescer, o mesmo deve acontecer com o número confirmado de sistemas estelares triplos que hospedam exoplanetas. Quando os fãs de ficção científica leem sobre sistemas multiestelares, quase imediatamente pensam no cena icônica em Guerra nas Estrelas: Uma Nova Esperança de Luke Skywalker observando duas estrelas se pondo no horizonte. Embora Tatooine fosse habitável para humanos e outras formas de vida interessantes, este pode não ser o caso no mundo real, como demonstrado por Proxima Centauri b sendo atualmente o único exoplaneta semelhante à Terra orbitando em seu HZ dentro de 100 anos-luz da Terra. Portanto, que restrições os cientistas deveriam impor à descoberta de vida em sistemas estelares triplos? Deveríamos, em vez disso, estudar suas luas, como o filme avatar retratou a lua semi-habitável, Pandoraorbitando um exoplaneta muito maior dentro do sistema Alpha Centauri? Os sistemas estelares triplos com exoplanetas são tão raros quanto as estatísticas mostram hoje?
“A busca por vida fora do planeta Terra continua a ser um tema fascinante”, diz o Dr. Universo Hoje. “O apoio político e social para missões espaciais atuais e futuras é muito apreciado. Nós, como cientistas, estamos gratos pelo apoio contínuo dos contribuintes em todo o mundo, mas especialmente aqui nos EUA”.
Que novas descobertas sobre sistemas estelares triplos os pesquisadores farão nos próximos anos e décadas? Só o tempo dirá, e é por isso que fazemos ciência!
Como sempre, continue fazendo ciência e olhando para cima!
Referência: Cuntz, Manfred & Patel, Shaan D. “Sobre a idade e a metalicidade dos sistemas estelares triplos que hospedam planetas.” Astrofísica e Ciências Espaciais (2024) (aceito)
