Esses anéis de poeira podem ter impedido a Terra de se transformar em uma "super-Terra".

Esta imagem de cores falsas, capturada pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, mostra anéis em torno de uma jovem estrela chamada HD163296 (não o sol). Crédito da imagem: Andrea Isella/Rice University

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Antes da existência da Terra e dos outros planetas do nosso sistema solar, o sol pode ter sido cercado por anéis gigantes de poeira semelhantes aos de Saturno, de acordo com um novo estudo. 

Esses anéis de poeira podem ter impedido a Terra de se transformar em uma “super-Terra”, um tipo de planeta que tem cerca de duas vezes o tamanho da Terra e até 10 vezes sua massa, de acordo com a NASA. Os astrônomos descobriram super-Terras orbitando cerca de 30% das estrelas semelhantes ao Sol em nossa galáxia.

A ocorrência de super-Terras em tantos outros sistemas solares deixou os astrônomos com algumas perguntas sem respostas: isto é, "se as super-Terras são supercomuns, por que não temos uma no sistema solar?" Disse André Izidoro, astrofísico da Rice University em Houston, Texas, em comunicado. Para descobrir, Izidoro e seus colegas criaram um modelo de simulação computacional da formação do sistema solar, que emergiu das cinzas de uma nuvem colapsada de poeira e gás conhecida como nebulosa solar.

Suas simulações sugeriram que "colisões" de pressão, ou regiões de alta pressão de gás e poeira, teriam cercado o sol nos primeiros anos de vida. Essas áreas de alta pressão provavelmente resultaram quando as partículas se moveram em direção ao sol sob sua forte atração gravitacional, aqueceram e liberaram grandes quantidades de gás vaporizado.

As simulações mostraram que provavelmente havia três áreas distintas onde partículas sólidas vaporizavam em gás, chamadas de "linhas de sublimação". Na linha mais próxima do sol, ou na zona mais quente, o silicato sólido se transformou em gás; na linha do meio, o gelo teria aquecido o suficiente para se transformar em gás; e na linha mais distante, o monóxido de carbono tornou-se um gás.

Partículas sólidas, como poeira, se chocaram com esses "solavancos" e começaram a se acumular, mostraram as simulações. “O efeito da colisão de pressão que é onde ela coleta partículas de poeira, e é por isso que vemos anéis”, disse a coautora Andrea Isella, professora associada de física e astronomia da Universidade Rice, em comunicado. Se esses choques de pressão não existissem, o sol teria engolido rapidamente as partículas, não deixando nenhuma semente para os planetas crescerem. "É preciso algo para detê-los, a fim de dar-lhes tempo para crescer em planetas", disse Isella.

Crédito da imagem: Imagem cortesia de Rajdeep Dasgupta

Com o tempo, o gás e a poeira ao redor do sol se esfriaram e as linhas de sublimação se aproximaram do sol. Esse processo permitiu que a poeira se acumulasse em planetesimais, ou sementes de planetas do tamanho de asteroides, que poderiam se juntar para formar planetas. "Nosso modelo mostra que as elevações de pressão podem concentrar poeira, e as elevações de pressão em movimento podem atuar como fábricas de planetesimais", disse Izidoro.

As quedas de pressão regulavam a quantidade de material disponível para formar planetas no interior do sistema solar, disse Izidoro no comunicado.

De acordo com as simulações, o anel mais próximo do Sol formou os planetas do sistema solar interno como Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. O anel do meio acabaria se tornando os planetas externos do sistema solar, enquanto o anel mais externo formaria os cometas, asteroides e outros pequenos corpos no Cinturão de Kuiper, a região além da órbita de Netuno.

Além disso, os pesquisadores descobriram que, se simulassem a formação atrasada do anel do meio, as super-Terras poderiam ter se formado no sistema solar. “No momento em que o aumento de pressão se formou nesses casos, muita massa já havia invadido o sistema interno e estava disponível para fazer super-Terras”, disse Izidoro. “Então, o momento em que essa pressão média se formou pode ser um aspecto chave do sistema solar”.

As descobertas foram publicadas em 30 de dezembro na revista Nature Astronomy.

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Referência:

SAPLAKOGLU, Yasemin. The sun used to have rings like Saturn. Live Science, 08, jan. 2022. Disponível em: <https://www.livescience.com/baby-sun-had-rings-like-saturn>. Acesso em: 13, jan. 2022.