No centro da nossa galáxia reside a protuberância galáctica, uma região densamente compactada de estrelas, poeira e gás. Dentro desta estrutura massiva, que se estende por milhares de anos-luz, existem cerca de 10 bilhões de estrelas, a maioria das quais são velhas estrelas gigantes vermelhas. Por causa dessa densidade, os astrônomos sempre se perguntam se uma protuberância galáctica é um lugar provável para encontrar estrelas com planetas habitáveis ​​orbitando-as.

Essencialmente, estrelas que estão juntas são mais propensas a ter encontros próximos com outras estrelas, o que pode ser catastrófico para quaisquer planetas que os orbitam. De acordo com um novo estudo do Cool Worlds Lab da Columbia University, a maioria das estrelas na protuberância terá dezenas de encontros próximos ao longo de um bilhão de anos, o que poderia ter implicações significativas para a habitabilidade a longo prazo nesta região.

O estudo, na pré-publicação e definido para aparecer no Avisos mensais da Royal Astronomical Society , foi liderado por Moiya McTier - um NSF Graduate Research Fellow na Columbia University e um membro do Cool Worlds Lab. Ela foi acompanhada pelo Prof. David Kipping (fundador do Cool Worlds Labs) e Kathryn Johnston, a cadeira de Astronomia na Columbia e um membro do Centro de Astrofísica Computacional do Flatiron Institute.

Para simplificar, encontros estelares próximos são relativamente comuns em nossa galáxia, ocorrendo uma vez a cada 50, 000 anos ou mais. Como as estrelas do disco galáctico orbitam em torno do centro da Via Láctea, seus caminhos individuais fazem com que eles ocasionalmente passem mais perto um do outro. A última vez que nosso sistema solar experimentou um encontro estelar próximo foi de aproximadamente 70, 000 anos atrás.

Neste momento, o sistema binário conhecido como Estrela de Scholtz (WISE 0720-0846) passou cerca de 52, 000 unidades astronômicas (0,25 parsecs; 0,82 anos-luz) do sol, perturbando a Nuvem de Oort e as órbitas de cometas e asteróides do sistema solar. Esta não foi a primeira vez que a estrela de Scholz passou perto do nosso sistema solar - cerca de 80, 000 anos atrás, passou dentro de ~ 66, 000-70, 000 UA do sol.

Em geral, esses encontros resultaram em cometas e asteróides de longo período sendo expulsos da Nuvem de Oort - alguns dos quais colidiram com a Terra e causaram eventos de nível de extinção. Contudo, encontros estelares podem ficar muito mais próximos (tão perto quanto ~ 20, 000 UAs) e têm um efeito prejudicial nos sistemas planetários. Isso inclui a possibilidade de que os planetas sejam retirados de suas estrelas ou tenham suas órbitas desestabilizadas.

Como McTier explicou a Universo Hoje via e-mail:"Encontros estelares próximos podem ter consequências perigosas para os planetas, mas os resultados exatos dependem de muitos fatores:a proporção de massa das duas estrelas envolvidas, o quão rápido eles estão se movendo, o ângulo de abordagem, e claro, a distância do encontro. Mas em geral, esses encontros imediatos podem potencialmente arrancar os planetas de suas estrelas hospedeiras ou desestabilizar suas órbitas de modo que sejam arremessados ​​para fora do sistema muitos anos após a passagem. Ambos tornariam um planeta inabitável de acordo com os critérios mais comuns. "

Em um estudo anterior publicado em MNRAS ano passado, uma equipe de astrônomos suecos descobriu que estrelas semelhantes ao Sol em aglomerados abertos têm 25% de chance de perder seus planetas externos em um sobrevôo próximo. Dois estudos semelhantes que também foram lançados no ano passado (ambos liderados por astrônomos do Observatório de Leiden, na Holanda) descobriram que 14% dos planetas em aglomerados estelares densos serão perdidos de suas estrelas dentro de dez milhões de anos de formação.

Naturalmente, isso levanta a questão do que ocorreria no bojo galáctico, onde as densidades estelares são muito maiores do que no disco da Via Láctea. Para calcular a taxa em que os encontros próximos acontecem na protuberância, Moiya e sua equipe simularam as órbitas de milhões de estrelas que ali residem. Eles então usaram o perfil de densidade analítica para a posição de cada estrela para estimar o número de sobrevôos que ocorrem.

Como McTier indicou, foi um processo demorado que levou a algumas descobertas interessantes:"Descobrimos que 80% das estrelas bojudas devem chegar a 1000 UA de outra estrela a cada bilhão de anos. Metade das estrelas tem dezenas desses encontros no mesmo período de tempo. a taxa de encontro cai quando você considera os voos mais próximos, mas encontros dentro de 100 UA ainda são bastante comuns. "

Além de um risco aumentado de encontros imediatos estelares, planetas localizados ao redor de estrelas no bojo galáctico também correm maior risco de "eventos energéticos esterilizantes". Estes ocorrem quando estrelas em aglomerados compactados sofrem colapso gravitacional e explodem em uma supernova, o que resulta em sistemas estelares próximos (e seus planetas) sendo atingidos pelas explosões de raios gama resultantes (GRBs) e a liberação de elementos pesados ​​(e radioativos).

Durante os últimos 11 milhões de anos, supernovas que ocorreram no espaço próximo à Terra foram associadas a períodos repentinos de aquecimento global na Terra, a destruição da camada de ozônio, e a superfície ficando exposta a níveis prejudiciais de radiação solar e cósmica como resultado. Para estrelas agrupadas mais próximas, supernovas teriam um impacto muito maior, pois aconteceriam com mais frequência e mais perto.

Não é de admirar que os astrônomos acreditem que galáxias como a nossa também têm "zonas habitáveis, "que residem entre a protuberância galáctica e os braços espirais. Considerando que a protuberância é um lugar perigoso para a vida devido ao aumento do risco de encontros próximos e radiação, os braços espirais representam um risco elevado devido às taxas mais altas de formação de estrelas.

Além da natureza rigorosa de seu estudo, McTier indicou que também é significativo porque oferece uma confirmação adicional para esta teoria. "Nossos resultados são novos porque adotamos uma nova abordagem dinâmica para compreender a habitabilidade galáctica, mas na verdade acabamos de confirmar o que os astrônomos já sabiam:a protuberância provavelmente não é um lugar estável para a vida, " ela disse.

Estudos como este também podem ter um impacto significativo na busca por exoplanetas habitáveis, sem falar na busca por inteligência extraterrestre (SETI). Sabendo que a vida tem maior probabilidade de surgir e evoluir dentro da zona habitável galáctica (GHZ), a parte do disco localizada entre o núcleo e a periferia, os cientistas podem limitar seus esforços de busca e aumentar as chances de encontrar vida.