O Sol poderia ter anéis antes da formação dos planetas

De acordo com estudos recentes, antes do aparecimento dos planetas do Sistema Solar, o Sol possuía anéis, faixas de poeiras e gás cósmico parecidos com os de Saturno. Ainda de acordo com a pesquisa publicada em 30 de dezembro no periódico Nature Astronomy, esses anéis desempenharam funções na formação do planeta Terra. 

O estudo liderado pelo cientista brasileiro André Izidoro, pesquisador da Universidade Rice, nos Estados Unidos, apresenta que algo ocorreu no Sistema Solar para evitar que a Terra crescesse e se tornasse um planeta rochoso maior, chamado de superterra. Esse tipo de planeta é localizado ao redor de cerca de 40% das estrelas semelhantes ao Sol em nossa galáxia.

De acordo com a pesquisa, os choques entre conjuntos de pressão (pressure bumps) criaram reservatórios desconectados de material no Sistema Solar interno e externo, e com isso regularam a quantidade de material para o crescimento dos planetas em nosso sistema.

O estudo, que conta também com a participação do físico Rogério Deienno, também brasileiro, utilizou um supercomputador para simular a formação do Sistema Solar centenas de vezes. O modelo criou os anéis de acordo com o apresentado ao redor de muitas estrelas jovens e distantes. Assim como reproduziu várias características do Sistema Solar que foram perdidas durante modelos anteriores.

Izidoro informa que a criação de uma estrela surge do disco ao redor dela, chamado de disco protoplanetário, porque origina os planetas. “Esse disco é composto essencialmente de gás, hidrogênio e hélio, e poeira, diversos componentes como sílica, água, monóxido de carbono, amônia, etc. A formação dos planetas se inicia quando os grãos de poeira começam a crescer – a partir de aproximadamente 0,001 milímetro”, disse ele em entrevista à Revista Galileu.

O estudo

De acordo com os pesquisadores, caso não existisse esse movimento espiral dos pedregulhos, o material sólido do disco seria perdido rapidamente, uma vez que eles seriam consumidos pela estrela. “O papel do pressure bump [uma espécie de quebra molas no disco] seria justamente frear e parar esses pedregulhos.”

Segundo o modelo, as três faixas de pressure bumps (os quebra-molas citados por Izidoro) originaram dentro de locais no disco onde pedregulhos de diferentes composições viram vapor, e rodeavam o jovem Sol. Essas faixas também podem ser observadas em estrelas distantes. Ainda de acordo com Izidoro, o estudo auxilia no entendimento de como essas elevações de pressões e os anéis podem ter ajudado na arquitetura do Sistema Solar.

“A temperatura no disco protoplanetário é maior nas regiões mais próximas da estrela, ou seja, a temperatura cai com a distância da estrela. Os locais dos pressure bumps estariam associados a três regiões do disco, onde sílica, água e monóxido de carbono se tornam vapor quando esses elementos cruzam essa ‘linha’, conforme espiralam para as regiões mais próximas”, informou o cientista. “A linha de sublimação de sílica estaria na região onde Marte e a Terra estão hoje. A da água estaria na região de Júpiter e Saturno. Já a de monóxido de carbono estaria na região de Plutão.”

Essa hipótese da formação de anéis na infância do Sol começou a partir de observações de outros sistemas solares, o Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (Alma), um enorme radiotelescópio de 66 antenas em operação no Chile.

O autor acrescenta que “simulações computacionais também mostram que pressure bumps podem ocorrer em regiões específicas do disco. Ou seja, a nossa hipótese parece fazer bastante sentido”. Os pressure bumps, de acordo com os especialistas, ainda forneciam condições para que os pedregulhos crescessem, como asteroides e depois como planetas. Esses quebra-molas poderiam parar o movimento espiral dos pedregulhos e desconectar os discos. Isso seria o responsável por regular a quantidade de material para a terra crescer.

“A Terra não recebeu muitos pedregulhos da região de Júpiter e Saturno ou de Plutão. Ela cresceu principalmente de material existente local e na sua região e não de pedregulhos que espiralam de regiões distantes. Esse resultado é consistente com a assinatura química da Terra e Marte e dos meteoritos que nós temos.”

Os anéis do Sol

O Alma conseguiu captar imagens nítidas de jovens sistemas de planetas que ainda estão se formando, e entre as características deles estão os anéis. Andrea Isella, astrônomo da Universidade Rice e coautor do estudo explicou, em comunicado, que “o efeito dos picos de pressão é o que coleta partículas de poeira, e é por isso que vemos anéis. Esses anéis são regiões onde há mais partículas de poeira do que nos espaços entre os anéis”.

Nas pesquisas, os choques de pressão criaram três anéis distintos. Cada um desses anéis teriam que explicar uma parte do Sistema Solar. O anel mais perto do Sol originária Mercúrio, Vênus, Marte e a Terra.

De acordo com o geoquímico e coautor da pesquisa Rajdeep Dasgupta, a pesquisa oferece explicação para as composições químicas dos objetos do sistema solar interno e externo, assim como a presença desses objetos no cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter. O estudo apresenta o fato de que o anel do meio pode ser o responsável pela diferença da composição química, o que fez com que o material do sistema externo não entrasse no sistema interno.

“O anel do meio evitou que os pedregulhos nessa região espiralassem no disco e chegassem na região da Terra [que tem origem no anel mais interno]. Isso é consistente com a composição química dos planetas terrestres e de meteoritos que temos. Esses meteoritos representam os materiais que sobraram da formação dos planetas”, disse Izidoro.

“O tipo mais comum de meteoritos que obtemos do cinturão de asteroides são isotopicamente semelhantes a Marte”, acrescentou Dasgupta.

A formação da Terra

De acordo com Izidoro, em algumas simulações houve um atraso no aparecimento do anel do meio do Sol, o que criou as superterras. Segundo ele, isso demonstra a importância do tempo de aumento de pressão.

Para criar o Sistema Solar, um fator crucial foi a eficiência do anel do meio em frear e concentrar pedregulhos. Isso depende de propriedades do disco, como por exemplo, o quão viscoso é o gás que está nele.

De acordo com as simulações, “um disco onde o pressure bump do meio não é eficiente faz o material vazar, ou em um caso no qual o ‘quebra molas’ do meio forma-se muito tarde, muito material do anel do meio pode chegar à região do anel interior – o mais próximo da estrela [de onde os planetas terrestres se formam] –, isso pode fornecer muito material para o crescimento desses planetas rochosos”, explicou.

Caso isso acontecesse no surgimento do nosso Sistema Solar, a Terra seria uma superterra, o que costuma ocorrer em outras estrelas semelhantes ao Sol. “O Sistema Solar parece ter tido uma série de condições excepcionais para formar um planeta como a Terra”, disse Izidoro.

Fonte: Revista Galileu