Palavra de Sá

As pistas achadas por cientistas de 'gêmeo perdido' do Sol

O nosso Sol parece um nômade isolado.

Orbitando em um dos braços em espiral da Via Láctea, ele nos leva para uma jornada em torno da galáxia a cada cerca de 230 milhões de anos, em total solidão.

A estrela mais próxima do nosso Sol é Proxima Centauri, a 4,2 anos-luz de distância. Mas ela é tão distante que mesmo a espaçonave mais rápida já construída pela humanidade levaria mais de 7 mil anos para chegar até lá.

Quanto mais examinamos a nossa galáxia, a estrela no centro do nosso Sistema Solar parece cada vez mais ser uma anomalia. Aparentemente, as estrelas binárias – que orbitam a galáxia ligadas inexoravelmente em pares – são comuns.

Recentemente, os astrônomos chegaram a identificar um par de estrelas em órbita surpreendentemente próxima do imenso buraco negro existente no coração da Via Láctea. Os astrofísicos acreditavam que, naquele local, as duas estrelas seriam separadas ou esmagadas pela forte gravidade.

O fato é que as descobertas de sistemas binários são tão comuns que alguns cientistas acreditam que, talvez, todas as estrelas tenham mantido inicialmente relacionamentos binários. Elas nasceriam como pares, com cada estrela tendo uma irmã gêmea.

Esta ideia gera uma questão interessante: o nosso Sol terá sido, algum dia, uma estrela binária que perdeu sua irmã gêmea muito tempo atrás?

Esta é certamente uma possibilidade, segundo a astrônoma Gongjie Li, do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos Estados Unidos. "E é muito interessante."

Felizmente para nós, o nosso Sol não tem uma companheira ao seu lado hoje em dia. Se tivesse, a atração gravitacional de uma estrela gêmea solar poderia ter alterado a órbita da Terra e dos outros planetas, condenando nosso lar a extremos de calor e frio que o tornariam inóspito para a manutenção da vida.

As estrelas binárias mais próximas da Terra são Alpha Centauri A e B. Elas vivem em órbita a cerca de 3,6 bilhões de quilômetros entre si, ou 24 vezes a distância entre a Terra e o Sol.

Cientistas sugeriram que o nosso Sol também poderia ter uma companheira mais fraca circulando o nosso Sistema Solar hoje em dia – uma estrela hipotética frequentemente chamada de Nêmesis.

Esta proposta foi apresentada pela primeira vez em 1984 e descartada posteriormente, já que inúmeros estudos e pesquisas nunca encontraram nenhuma estrela gêmea.

Mas esta situação pode ter sido diferente na época da formação do nosso Sol, 4,6 bilhões de anos atrás.

As estrelas se formam com o resfriamento e a aglomeração de imensas nuvens de poeira e gás, com dezenas de anos-luz de diâmetro.

O material no interior dessas nebulosas – como são chamados estes casulos de gás e poeira – se comprime devido à gravidade, formando aglomerados que continuam crescem cada vez mais.

Durante este processo, os aglomerados começam a se aquecer por milhões de anos, até dar início à fusão nuclear, criando uma protoestrela com um disco de fragmentos remanescentes girando em torno dela, que irá formar os planetas.

Em 2017, a astrofísica Sarah Sadavoy, da Universidade Queen's, no Canadá, analisou dados de uma pesquisa de rádio da nuvem molecular Perseus, um berçário estelar repleto de jovens sistemas de estrelas binárias. Ela concluiu que o processo de formação de estrelas pode preferencialmente formar protoestrelas em pares.

De fato, ela e seus colegas descobriram que este processo é muito frequente e sugeriram que todas as estrelas poderiam ser formar em pares, ou em sistemas de múltiplas estrelas.

"Você tem pequenos picos de densidade no interior desses casulos, que podem entrar em colapso e formar diversas estrelas, no que chamamos de processo de fragmentação", explica Sadavoy. "Se elas estiverem muito distantes [entre si], talvez nunca interajam. Mas, se estiverem muito mais próximas, a gravidade tem a possibilidade de mantê-las unidas."

O trabalho da astrofísica demonstrou que é possível que todas as estrelas tenham começado, um dia, como binárias. Algumas permanecem unidas para sempre, enquanto outras se separam rapidamente, em questão de "apenas" um milhão de anos.

"As estrelas vivem por bilhões de anos", ela conta. "É um pequeno instante no esquema geral de tudo. Mas muitas coisas acontecem naquele instante."

Será que o mesmo pode ter acontecido com o nosso Sol? Para Sadavoy, não há razão para pensar o contrário. Mas, "se realmente tivermos nos formado com uma companheira, nós a perdemos".

Chuva de meteoros e eclipse lunar: os espetáculos do céu para ficar de olho em 20251 janeiro 2025

·        Onde estará o gêmeo perdido?

Estão surgindo indicações fascinantes de que o nosso Sol já fez parte de um sistema binário.

Em 2020, o astrofísico Amir Siraj, da Universidade Harvard, nos Estados Unidos, sugeriu que uma região de cometas gelados que circunda o nosso Sistema Solar muito além de Plutão – a chamada Nuvem de Oort – pode conter a impressão digital da nossa estrela companheira.

Esta nuvem de gelo e rochas está tão distante que a espaçonave mais distante já lançada pela humanidade, a Voyager 1, só irá atingi-la depois de pelo menos 300 anos.

Para Siraj, se o nosso Sol realmente tivesse uma companheira, ela teria resultado na existência de outros planetas-anões naquela região, além de Plutão. E também teria gerado um planeta maior na mesma distância, como o hipotético Planeta Nove, que seria do tamanho de Netuno. Alguns astrônomos acreditam que este planeta ainda aguarda para ser descoberto nos confins do nosso Sistema Solar.

Sem uma estrela companheira, "é difícil produzir tantos objetos na distância da Nuvem de Oort, como observamos", segundo Siraj.

Existem bilhões ou até trilhões de objetos em órbita na Nuvem de Oort. Se mais um planeta fosse encontrado, como o Planeta Nove, seria "realmente difícil" explicar como ele foi parar tão longe do Sol, sem considerar o impulso gravitacional desestabilizador de uma estrela gêmea.

"Ela poderia ampliar a captura de cometas e a possibilidade de que o Sistema Solar capturasse um planeta", explica ele.

O cientista planetário Konstantin Batygin, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, foi o primeiro a propor a existência do Planeta Nove, em 2016. Ele baseou sua proposta no agrupamento de objetos distantes.

Mas Batygin não tem tanta certeza sobre a ideia de Siraj. Segundo ele, "a companheira binária é totalmente desnecessária para explicar a Nuvem de Oort".

"Você pode explicar completamente a existência da Nuvem de Oort apenas pelo fato de que o Sol se formou em um conjunto de estrelas e, à medida que Júpiter e Saturno cresciam até atingirem suas massas atuais, eles ejetaram uma grande quantidade de objetos."

Para Batygin, o próprio Planeta Nove pode ser simplesmente explicado por "estrelas que passavam no aglomerado de nascimento".

Mas, em um estudo publicado recentemente, Batygin sugere que a extremidade interna da Nuvem de Oort poderia ser explicada por uma estrela companheira.

"O que encontramos com simulações de computador é que, à medida que os objetos se espalham, eles começam a interagir com a companheira binária", explica ele. "Eles podem se distanciar das órbitas de Júpiter e Saturno e ficar presos na Nuvem de Oort interior."

Talvez seja possível confirmar a veracidade desta ideia com o novo telescópio a ser inaugurado no Chile. O Observatório Vera Rubin deve iniciar suas operações em 2025 e irá realizar a observação mais detalhada do céu noturno dos próximos 10 anos.

"Quando o Vera Rubin entrar online e começar realmente a mapear a estrutura da Nuvem de Oort com mais detalhes, poderemos ver se há uma impressão digital clara da companheira binária", explica Batygin.

Outra possível assinatura do impacto de um irmão gêmeo binário é que o nosso Sol apresenta inclinação muito leve, de cerca de sete graus, em relação ao plano do Sistema Solar. Uma possível explicação é que a atração gravitacional de outra estrela teria alterado o equilíbrio do nosso Sol.

"Acho que a explicação mais natural é a presença de uma estrela companheira logo no início", segundo Batygin. Nós observamos este efeito em outras estrelas binárias, em toda a galáxia.

Mas, mesmo se esta evidência inicial realmente for correta, encontrar o gêmeo perdido do Sol pode ser uma perspectiva muito mais desafiadora. Afinal, é provável que a eventual estrela companheira esteja, agora, "perdida entre o mar de estrelas que observamos no céu noturno", segundo Sadavoy.

Estrelas que nasceram na mesma região do espaço do nosso Sol poderão ter composição similar, pois elas terão sido formadas com a mesma mistura de gases e poeira, o que as torna verdadeiras gêmeas.

Em 2018, cientistas identificaram uma possível estrela "gêmea" do nosso Sol, com tamanho e composição química similar, localizada a menos de 200 anos-luz de distância.

Mas precisamos controlar nosso entusiasmo. A nuvem de gás e poeira onde nasceu o nosso Sol provavelmente terá formado "centenas ou milhares de [outras] estrelas", explica Sadavoy. E todas elas teriam composição similar, o que significa que não haveria forma de saber se alguma delas seria a verdadeira irmã gêmea do nosso Sol.

Além disso, a eventual irmã gêmea do Sol pode não ter sido uma estrela de tamanho similar. "Pode ter sido uma estrela anã vermelha [menor] ou um estrela mais quente e azul", segundo ela.

Os astrônomos começam, agora, a encontrar exoplanetas orbitando sistemas binários, o que pode indicar que eles têm dois sóis brilhando no céu.

Encontrar e identificar um possível irmão gêmeo do nosso Sol parece ser uma tarefa gigantesca. Mas a possibilidade de que o Sol, um dia, tenha sido uma estrela binária traz interessantes implicações para os planetas em volta de outras estrelas, conhecidos como exoplanetas.

Mais especificamente, isso demonstraria que, no nosso Sistema Solar, a existência da vida e a sobrevivência dos nossos planetas não foram reduzidas pela presença de uma segunda estrela.

"Existem muitos sistemas exoplanetários já descobertos que, na verdade, orbitam estrelas binárias", segundo Li.

Alguns desses sistemas orbitam uma das duas estrelas. Eles são conhecidos como sistemas circum-estelares. Já outros orbitam as duas estrelas e seu céu tem dois sóis, como o planeta fictício Tatooine, em Guerra nas Estrelas. Eles são chamados de sistemas circumbinários.

Mas, às vezes, observamos companheiras binárias causando caos nesses sistemas. "Depende da distância a que a estrela se encontra", segundo Li.

Se a estrela estiver próxima, ela pode "chutar as órbitas planetárias" e empurrá-las para formatos excêntricos e não circulares.

"Nos sistemas circum-estelares, os planetas podem ter alta excentricidade", explica Li. "Mas isso não os torna necessariamente instáveis", mesmo podendo fazer com que o planeta enfrente grandes mudanças de temperatura ao oscilar para perto e para longe da estrela, destaca ela.

Em relação ao nosso planeta, parece que a possível presença de uma companheira binária do Sol, muito tempo atrás, não impediu a nossa própria existência.

E, à medida que os cientistas examinam as regiões mais distantes do nosso Sistema Solar com cada vez mais detalhes, eles podem muito bem encontrar outros sinais de que ela existiu algum dia – uma assinatura duradoura, esperando para ser encontrada.

Se a irmã gêmea do Sol realmente existir, ele pode estar em qualquer lugar, com um sistema solar próprio.

"Ela pode não ter viajado para muito longe, para um lado ou para o outro", segundo Sadavoy. "Ou pode estar no outro lado da galáxia e nós não sabemos."

"Ela pode estar em qualquer lugar."

 

Fonte: BBC Future