Investigadores revelam que o Sol pode ter fugido do centro da galáxia

Hoje olhamos para o lugar do Sol na Via Láctea e ele parece quase banal: uma vizinhança relativamente calma, sem fontes extremas de radiação por perto, e tempo suficiente para a vida ganhar forma. Mas análises recentes aos dados do telescópio Gaia, da ESA, sugerem que esta “morada tranquila” pode não ter sido a primeira.

A ideia que está a ganhar força é surpreendente: o nosso astro poderá ter nascido mais perto do centro caótico da Galáxia e, mais tarde, ter migrado para fora. E não teria feito essa viagem sozinho - milhares de estrelas quase indistinguíveis do Sol parecem ter seguido um percurso semelhante.

Die überraschende Entdeckung: Tausende Sonnenzwillinge in unserer Nähe

O ponto de partida do novo estudo é um tesouro de dados: o grande catálogo celeste do telescópio espacial Gaia. O instrumento mede, com elevada precisão, posições, movimentos e brilhos de mais de mil milhões de estrelas. A partir daí, é possível estimar não só distâncias, mas também idade, massa e composição química.

Uma equipa liderada pelo astrónomo japonês Takuji Tsujimoto procurou nesses dados estrelas muito semelhantes ao Sol. O resultado foi a identificação de 6.594 “gémeas solares”. Estas estrelas têm praticamente a mesma massa, temperatura à superfície e uma assinatura química quase idêntica à do nosso Sol.

A análise mostra um pico claro de idades: muitas destas gémeas solares formaram-se há 4 a 6 mil milhões de anos - na mesma época que o Sol.

Do ponto de vista químico, a semelhança também impressiona. Apresentam quantidades próximas de oxigénio, magnésio e silício - elementos produzidos em explosões de supernovas de estrelas massivas e que enriquecem o meio interestelar. Este padrão encaixa particularmente bem em regiões mais internas da Via Láctea, onde a formação estelar é mais intensa e densa.

A questão torna-se ainda mais relevante quando se observa onde estas gémeas solares estão hoje. Muitas encontram-se, tal como o Sol, na zona exterior do disco galáctico, longe do centro. Para os investigadores, isto é um forte sinal de um evento de migração partilhado.

Was die galaktische Balkenstruktur mit unserem Leben zu tun hat

No centro de muitas galáxias espirais existe uma estrutura alongada de estrelas e gás - o chamado “barra” galáctica. A Via Láctea também tem uma. Segundo o estudo, a formação dessa barra pode ter sido o gatilho para a “mudança em massa” do Sol e das suas “gémeas”.

Os modelos indicam que esta barra se terá formado há cerca de 5 mil milhões de anos. À medida que cresce, funciona como um enorme agitador gravitacional: redistribui o momento angular das estrelas à sua volta e consegue alterar as suas órbitas de forma marcante.

A barra em formação abre, por assim dizer, “comportas” temporárias no campo gravitacional da Galáxia, pelas quais estrelas das regiões internas conseguem migrar para fora.

Em condições normais, uma zona que os astrónomos chamam “corrotação” dificulta que estrelas passem do centro para regiões mais externas. No entanto, as ressonâncias associadas à formação da barra enfraquecem essa barreira. Estrelas que antes orbitavam perto do centro podem expandir as suas órbitas - numa espécie de êxodo cósmico.

O estudo atual, com participação do coautor Daisuke Taniguchi, aponta que foi exatamente nesse intervalo, há 4 a 6 mil milhões de anos, que inúmeras gémeas solares foram “catapultadas” das regiões internas para órbitas mais distantes. Simulações das órbitas atuais sugerem que o Sol integra esse grupo migrante.

Ohne Umzug: Erde wohl im Dauerfeuer der Galaxis

As implicações para a nossa “morada” cósmica são enormes. Nas regiões internas da Via Láctea, as condições são bem mais agressivas do que na zona onde o Sol orbita hoje. Encontros próximos com outras estrelas são mais frequentes e perturbam com maior facilidade sistemas planetários; nuvens de gás e episódios de formação estelar intensa aumentam a instabilidade.

A isso soma-se uma taxa elevada de supernovas e, possivelmente, de explosões de raios gama. Estes eventos inundam o espaço circundante com radiação energética, capaz de destruir atmosferas e esterilizar superfícies planetárias.

A migração do Sol do centro galáctico para uma zona mais calma pode ter sido o fator decisivo que garantiu, a longo prazo, água líquida e uma atmosfera estável na Terra.

Na parte exterior do disco, a cerca de 26.000 anos-luz do centro, a densidade de estrelas é muito mais baixa - tipicamente por ordens de grandeza face à região central. Perturbações gravitacionais tornam-se menos comuns, tal como acontecimentos extremos de radiação. É exatamente aí que o Sistema Solar se encontra hoje, numa espécie de “subúrbio cósmico”.

Neue Kriterien für lebensfreundliche Planetensysteme

O estudo muda a forma como pensamos onde mundos habitáveis podem formar-se e manter-se numa galáxia. Se até aqui o foco estava sobretudo na distância ao próprio astro e na sua luminosidade, ganha peso a grande órbita do sistema inteiro à volta do centro galáctico.

Os investigadores propõem que, na procura de exoplanetas, se passem a colocar três perguntas:

• Quão semelhante é a estrela ao Sol em massa, idade e química?
• Encontra-se atualmente numa região calma da Galáxia?
• Passou por uma migração a partir de zonas mais perigosas?

Gémeas solares que hoje orbitam perto do centro galáctico, apesar das semelhanças, serão provavelmente maus candidatos para vida complexa. Já sistemas que - como o Sol - saíram das regiões internas e se estabeleceram em zonas mais tranquilas parecem especialmente promissores.

Jagd auf „Geschwisterplaneten“ der Erde

Um objetivo de longo prazo das investigadoras e dos investigadores é reconstruir a história orbital do maior número possível de gémeas solares. Se for possível perceber quais as estrelas que abandonaram a Via Láctea interior juntamente com o Sol, torna-se mais viável procurar, de forma dirigida, planetas parecidos com a Terra.

Os dados do Gaia fornecem a base para esse trabalho. Combinados com espectros de outros telescópios, permitem estimar com cada vez mais precisão movimentos, assinaturas químicas e idades destas estrelas. Desta combinação surge uma espécie de “árvore genealógica” cósmica - com pistas sobre quais terão vindo da mesma região de origem.

Entre os vários milhares de gémeas solares identificadas, poderão existir múltiplos sistemas com planetas rochosos a uma distância confortável do seu astro. Alguns poderão até ser analisados com instrumentos atuais ou futuros em busca de sinais atmosféricos ou, eventualmente, de atividade biológica.

Was Fachbegriffe wie Balken, Korotation und Habitabilität bedeuten

Quem, ao ouvir “barra galáctica”, pensa primeiro em mobiliário não está assim tão longe. No núcleo, trata-se de uma concentração alongada de estrelas e gás, visível como uma espécie de “faixa” luminosa a atravessar o centro. A sua gravidade influencia fortemente as órbitas de muitas estrelas nas proximidades.

A chamada corrotação é a região em que as estrelas orbitam o centro com a mesma velocidade angular com que a barra roda. Em geral, esta zona funciona como uma barreira dinâmica. Só quando surgem ressonâncias durante o crescimento da barra é que esse sistema se “abre” temporariamente, permitindo alterações orbitais em grande escala.

Já o termo “zona habitável” refere-se à região em torno de uma estrela onde a água pode manter-se líquida de forma duradoura - ou seja, sem congelar totalmente nem evaporar de imediato. O estudo deixa claro: mesmo que um planeta esteja nessa zona, a sua “morada” na Galáxia pode ser determinante para manter condições estáveis e favoráveis à vida durante milhares de milhões de anos.

Welche offenen Fragen jetzt bleiben

Apesar da cadeia de indícios ser forte, permanecem incertezas. Estimativas de idade à escala de milhares de milhões de anos têm sempre margens de erro, tal como reconstruções de órbitas ao longo de períodos tão longos. Além disso, a Via Láctea não é um sistema rígido: muda com o tempo, “engole” galáxias anãs, forma novas estrelas e perde gás.

Ainda assim, a direção do argumento é clara: o Sol provavelmente não é uma estrela sedentária que se formou exatamente onde o vemos hoje. Tudo indica que o nosso Sistema Solar participou numa gigantesca reestruturação galáctica - e que foi isso que o colocou numa região onde a vida, como a da Terra, teve oportunidade de se desenvolver com relativa tranquilidade.

Para futuras missões e grandes telescópios, isto implica uma nova espécie de lista de verificação. Quem procura mundos habitáveis a sério terá de olhar não só para “segundos sóis”, mas também para a biografia cósmica dessas estrelas: de onde vieram, por que regiões passaram e há quanto tempo vivem num canto calmo da Galáxia. A resposta pode indicar onde faz mais sentido procurar o próximo planeta verdadeiramente parecido com a Terra.