Quantos planetas podem caber dentro da zona habitável de uma estrela?

Quantos planetas podem caber ao redor de uma estrela, contando que fiquem dentro de sua zona habitável? Um grupo de cientistas viram essa pergunta ser feita por um leigo no Reddit e decidiram responde-la.

A resposta deles é que 5 planetas rochosos com a massa da Terra caberiam ao redor de uma estrela pequena e pouco luminosa (uma anã vermelha).

Nos últimos 20 anos, astrônomos confirmaram a existência de 3.400 planetas fora do Sistema Solar. Muitos deles foram descobertos pelo Telescópio Espacial Kepler, da NASA. Muitos desses exoplanetas estão na zona habitável de suas estrelas – que é uma área quente o suficiente para que um planeta contenha água líquida em sua superfície. Na Terra, a água é um item indispensável para a vida; organismos vivos são encontrados em todo lugar onde tenha água líquida, até a quilômetros abaixo da superfície. 

O novo trabalho que estuda quantos exoplanetas podem caber na zona habitável de uma estrela começou com Christa Van Laerhoven, que é painelista no AskScience, um fórum on-line hospedado pelo Reddit, um site de perguntas, onde os cientistas podem responder perguntas feitas por leigos.

“Um dia alguém perguntou, ‘Quantos planetas podem caber dentro de uma zona habitável, alguém poderia responder?” disse Van Laerhoven, autora principal do estudo e uma cientista planetária no Instituto Canadense para Astrofísica Teórica em Toronto.

Depois de examinar a prioridade do trabalho, Van Laerhoven chegou a conclusão de que ainda não há uma resposta definitiva para essa pergunta.

“A Missão Kepler tem nos mostrado que um sistema planetário pode ser muito mais compacto que o nosso Sistema Solar é,” disse Van Laerhoven ao Space.com. “Assim, é razoável perguntar qual é a quantidade limite de planetas que é possível ter em uma zona habitável.”

Van Laerhoven e sua equipe focaram a resposta levando em consideração estrelas do tipo K e M, também conhecidas como anãs vermelhas. Essas estrelas são pequenas, frias e tem 1/5 da massa de nosso Sol, como também são mais de 50 vezes mais fracas. Estrelas anãs vermelhas constituem mais de 70% das estrelas do Universo e o Telescópio Kepler já descobriu que ao menos metade dessas estrelas hospedam planetas rochosos que tem entre a metade até 4 vezes a massa da Terra. 

Planetas em órbita de anãs vermelhas são ótimos locais para se procurar por vida, não apenas por causa que há muitas dessas estrelas, mas também por que essas estrelas tem um tempo de vida absurdamente maior do que outros tipos de estrelas. Diferentemente de nosso Sol, que irá morrer em poucos bilhões de anos, estrelas anãs vermelhas levarão trilhões de anos para queimar seus combustíveis. Esse tempo de vida dá a elas uma ampla possibilidade de desenvolvimento de vida entre os planetas que elas hospedam.

As zonas habitáveis de estrelas anãs vermelhas estão localizadas bem próximas delas, pelo fato dessas estrelas serem mais frias do que as estrelas de outros tipos. São mais próximas até do que a distância que Mercúrio orbita o Sol. Essa proximidade faz das anãs vermelhas estrelas atraentes aos olhos de cientistas caçadores de mundos habitáveis, uma vez que os planetas nessas zonas habitáveis ​​cruzarão na frente de sua estrela com mais freqüência, tornando-os mais fáceis de detectar do que os planetas que orbitam mais longe. 

Para a nova pesquisa, cientistas realizaram simulações envolvendo uma estrela anã vermelha com cerca da metade da massa do Sol, cercada por um número de planetas rochosos com a mesma massa da Terra girando ao redor da estrela em órbitas circulares. Essas simulações duraram cerca de 10 bilhões de órbitas do planeta mais interno de cada sistema. Um planeta que está na borda interna da zona habitável de uma anã vermelha poderia levar apenas 1/5 (um quinto) de um ano para completar uma órbita, Van Laerhoven diz. (1/5 de um ano = 73 dias)

A influência gravitacional que os planetas rochosos exercem mutuamente limita a quantidade de planetas que poderiam caber ao redor da estrela; os cientistas calcularam que, no máximo, uma anã vermelha poderia hospedar menos de meia dúzia de planetas do tamanho da Terra em sua zona habitável. "Caros autores de ficção científica - vocês podem colocar até 5 planetas na zona habitável de uma estrela," Van Laerhoven disse. 

Se pessoas estivessem morando no planeta mais interno desse sistema solar, seu planeta vizinho mais próximo pareceria cerca de 6,7 vezes menor do que a Lua aparece para nós," mesmo durante a maior aproximação dos dois planetas, disse Van Laerhoven. 

Mas ainda é incerto afirmar que um sistema tão compacto poderia se formar naturalmente. "Pode não haver massa suficiente nos discos formadores de planetas para a produção de sistema que são 'ultra compactos'", disse Van Laerhoven. "A Missão Kepler tem nos mostrado que muitos sistemas compactos existem, mas eles não alcançam um nível de compactação suficiente para abrigar 5 planetas Terra em uma zona habitável. Sendo assim, encontrar planetas pequenos é um desafio e eu penso que ainda não presenciamos todos os tipos de sistemas planetários que a natureza pode criar."

Pesquisas futuras podem ver que os efeitos de inclinação e alongamento das órbitas desses planetas podem ter sobre a estabilidade desses sistemas, disse Van Laerhoven.

Os cientistas detalharam suas descobertas em 19 de Outubro, na American Astronomical Society Division for Planetary Sciences e na European Planetary Science Congress em Pasadena, Califórnia. 

Fonte: http://www.space.com/34555-how-many-planets-fit-inside-one-habitable-zone.html

[Tradução: @difurlan1]