Dentro de cerca de cinco mil milhões de anos, o nosso Sol sairá da sua fase de sequência principal e fará a transição para a sua fase de gigante vermelha. Neste ponto, o Sol se expandirá e consumirá os planetas do Sistema Solar interno, incluindo Mercúrio e Vênus. O que será da Terra quando isso acontecer tem sido objeto de debate há muitas décadas. Mas com a recente explosão nas descobertas de exoplanetas, 5.759 confirmados em 4.305 sistemas até agora, os astrónomos esperam aprender mais sobre como os planetas se comportam como estrelas perto do fim do seu ciclo de vida.
Usando o telescópio de 10 metros no Observatório Keck no Havaí, uma equipe internacional de astrônomos descobriu um Planeta semelhante à Terra orbitando uma estrela anã branca 4.000 anos-luz da Terra. Este planeta orbita a sua estrela, com cerca de metade da massa do nosso Sol, a uma distância aproximadamente duas vezes maior que a da Terra hoje. O sistema se assemelha ao que se espera que aconteça com o nosso sistema quando o Sol esgotar o último combustível e explodir suas camadas externas em uma supernova. Também oferece algumas garantias de que a Terra sobreviverá ao Sol se tornar uma gigante vermelha e explodir em uma supernova.
A equipe foi liderada por Keming Zhangum ex-aluno de doutorado na Universidade da Califórnia, Berkeley, que agora é bolsista de pós-doutorado Eric e Wendy Schmidt AI em Ciências na UC San Diego. Ele foi acompanhado por vários colegas da UC Berkeley, UC San Diego, Universidade Tsinghua, Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), Universidade de Washington, Universidade Estadual de Ohio, Universidade de Maryland. e o Centro de Voo Espacial Goddard da NASA. O artigo que detalha suas descobertas apareceu recentemente na revista Astronomia da Natureza.
Para resumir, a expansão do Sol à medida que se torna uma gigante vermelha provavelmente significará a destruição de Mercúrio e Vênus. Ao mesmo tempo, a diminuição da massa do Sol forçará os planetas sobreviventes a migrar para órbitas mais distantes, que poderão incluir a Terra. Se a Terra sobreviver quando o Sol finalmente se transformar em supernova, provavelmente acabará orbitando o remanescente de anã branca resultante a uma distância de 2 unidades astronômicas (UAs) – o dobro da sua distância atual. Como Zhang relatou em um Comunicado de imprensa da UC Berkeley,
“Atualmente não temos um consenso se a Terra poderá evitar ser engolfada pelo Sol gigante vermelho dentro de 6 mil milhões de anos. Em qualquer caso, o planeta Terra só será habitável durante cerca de mais mil milhões de anos, altura em que os oceanos da Terra seriam vaporizados pelo efeito de estufa descontrolado – muito antes do risco de ser engolido pela gigante vermelha.”
Isto é o que os astrónomos podem ter descoberto quando observaram este sistema planetário a cerca de 4.000 anos-luz de distância. Localizado perto do bojo no centro da nossa galáxia, este sistema foi notado pela primeira vez em 2020, quando passou em frente de outra estrela localizada a 25.000 anos-luz da Terra. Isto causou um evento de microlente, onde a poderosa gravidade da anã branca focou e amplificou a luz da estrela de fundo por um fator de 1.000. O evento foi detectado pela primeira vez pelo Rede de Telescópios Microlentes da Coreia (NMTNet) no Hemisfério Sul, levando a equipe a designá-lo como KMT-2020-BLG-0414.
A equipe estimou que o sistema incluía uma estrela com cerca de metade da massa do nosso Sol, um planeta do tamanho da Terra e uma provavelmente anã marrom com 17 vezes a massa de Júpiter. A análise também concluiu que o planeta do tamanho da Terra orbitava a sua estrela a uma distância entre 1 e 2 UA. Na altura, era difícil identificar o tipo de estrela porque as estrelas vizinhas e a estrela de fundo ampliada obscureciam a sua luz. Em 2023, o evento de lentes já havia passado, o que possibilitou à equipe examinar o sistema de lentes mais de perto usando o telescópio Keck II de 10 metros, no Havaí.
Como Zhang indicou, a equipe tirou duas imagens separadas, mas não detectou nada. Como a estrela da lente era escura e de baixa massa, eles concluíram que só poderia ser uma anã branca. Conforme observado, os cientistas não têm certeza do que acontecerá com a Terra quando ela atingir sua fase de gigante vermelha ou se sobreviverá para orbitar a estrela branca remanescente. Este sistema planetário fornece um exemplo de um planeta que sobreviveu ao seu Sol se expandir e explodir em uma supernova. No entanto, há poucas hipóteses de ser habitável, uma vez que orbita para além da zona habitável da anã branca.
Além do mais, algumas pesquisas sugerem que se o Sol em expansão não engolir o nosso planeta, acabará por explodir a nossa atmosfera e vaporizar os oceanos da Terra. Disse co-autor Jéssica Luprofessor associado e catedrático de astronomia na UC Berkeley:
“Não se sabe se a vida pode sobreviver na Terra durante esse período (gigante vermelho). Mas certamente o mais importante é que a Terra não seja engolida pelo Sol quando se tornar uma gigante vermelha. Este sistema que Keming descobriu é um exemplo de planeta – provavelmente um planeta semelhante à Terra, originalmente numa órbita semelhante à da Terra – que sobreviveu à fase de gigante vermelha da sua estrela hospedeira.”
Além disso, Zhang e seus colegas resolveram uma ambigüidade em relação à localização da anã marrom. De acordo com a análise original, a anã marrom tinha uma órbita muito ampla, semelhante à de Netuno ou de Mercúrio. Neste último caso, isto tornaria-a uma anã castanha quente, semelhante aos muitos “Júpiteres Quentes” observados repetidamente para além do nosso Sistema Solar. Zhang e os seus colegas poderiam decidir o último cenário, uma vez que uma anã castanha em órbita próxima teria sido consumida assim que a estrela entrasse na sua fase de gigante vermelha.
Essa ambigüidade resultou da “degeneração de microlentes”, onde duas configurações de lentes distintas podem dar origem ao mesmo efeito de lente. Felizmente, Zhang e o coautor Bloom descobriram uma degeneração semelhante em 2022 usando um algoritmo de aprendizado de máquina projetado para analisar simulações de microlentes. Quando aplicaram a mesma técnica ao KMT-2020-BLG-0414, conseguiram descartar modelos alternativos do sistema planetário. Como florescer explicado:
“As microlentes tornaram-se uma forma muito interessante de estudar outros sistemas estelares que não podem ser observados e detectados pelos meios convencionais, ou seja, o método do trânsito ou o método da velocidade radial. Há todo um conjunto de mundos que agora se abrem para nós através do canal de microlentes, e o que é emocionante é que estamos no precipício de encontrar configurações exóticas como esta.”
Este sistema oferece muitas oportunidades para observações de acompanhamento por telescópios de próxima geração, como o Nancy Grace Roman Space Telescope (RST), com lançamento previsto para 2027. Um dos principais objetivos do RST é medir curvas de luz de eventos de microlentes para encontrar exoplanetas. “O que é necessário é um acompanhamento cuidadoso com as melhores instalações do mundo, ou seja, a óptica adaptativa e o Observatório Keck, não apenas um dia ou um mês depois, mas muitos, muitos anos no futuro, depois que a lente se afastou do estrela de fundo para que você possa começar a desambiguar o que está vendo”, disse Florescer.
As descobertas parecem confirmar outra teoria sobre o destino do nosso Sistema Solar. Quando o Sol se expandir, a zona habitável do nosso sistema migrará para o Sistema Solar exterior. Se a humanidade ainda existir neste momento, ela precisará migrar para os satélites gelados que orbitam Júpiter e Saturno, que provavelmente se tornarão planetas cobertos por oceanos profundos – dando um novo significado às palavras “Mundos oceânicos.”
Leitura adicional: Notícias de Berkeley, Astronomia da Natureza
