p Simulação do cenário do intruso estelar para uma massa de 0,5 massas solares e uma distância do periélio de 100 unidades astronômicas ou 15 bilhões de quilômetros para a estrela perturbadora (três vezes a distância entre o Sol e Netuno). a) posições médias das partículas após o sobrevôo, cores mostrando excentricidade de suas órbitas aumentando de azul para verde. b) posições das partículas antes do fly-by com diferentes populações de excentricidade (cores) das regiões de cinza da linha superior:partículas que se tornaram não ligadas devido ao evento fly-by. Crédito:S. Pfalzner et al .:The Astrophysical Journal (2018)
p O sistema solar foi formado a partir de um disco protoplanetário constituído de gás e poeira. Uma vez que a massa cumulativa de todos os objetos além de Netuno é muito menor do que o esperado e a maioria dos corpos ali inclinados, órbitas excêntricas, é provável que algum processo tenha reestruturado o sistema solar externo após sua formação. Susanne Pfalzner, do Instituto Max Planck de Radioastronomia de Bonn, Alemanha, e seus colegas apresentam um estudo mostrando que um sobrevôo próximo de uma estrela vizinha pode simultaneamente levar à menor densidade de massa observada na parte externa do sistema solar e excitar os corpos lá para excêntricos, órbitas inclinadas. Suas simulações numéricas mostram que muitos corpos adicionais em altas inclinações ainda aguardam descoberta, talvez incluindo o às vezes postulado "planeta X". p Os resultados são publicados no
Astrophysical Journal .
p Uma quase catástrofe bilhões de anos atrás pode ter moldado as partes externas do sistema solar, enquanto deixa as regiões internas basicamente intocadas. Pesquisadores do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn e seus colaboradores descobriram que um sobrevôo de outra estrela pode explicar muitas das características observadas no sistema solar externo. "Nosso grupo tem procurado por anos o que os fly-bys podem fazer a outros sistemas planetários, nunca considerando que realmente podemos viver bem em tal sistema, "diz Susanne Pfalzner, o autor principal do projeto. "A beleza deste modelo reside na sua simplicidade."
p O cenário básico da formação do sistema solar é conhecido há muito tempo:o sol nasceu de uma nuvem de gás e poeira em colapso. No processo, um disco plano foi formado no qual grandes planetas cresceram, junto com objetos menores, como os asteróides, Planetas anões, etc. Devido ao achatamento do disco, os planetas deveriam orbitar em um único plano, a menos que algo dramático acontecesse. Olhando para o sistema solar direto na órbita de Netuno, tudo parece bem:a maioria dos planetas se move em órbitas bastante circulares e suas inclinações orbitais variam apenas ligeiramente. Contudo, além de Netuno, as coisas ficam muito confusas. O maior quebra-cabeça é o planeta anão Sedna, que se move inclinado, órbita altamente excêntrica e está tão fora que não poderia ter sido espalhada pelos planetas lá.
p Fora da órbita de Netuno, outra coisa estranha acontece. A massa cumulativa de todos os objetos cai drasticamente em quase três ordens de magnitude. Isso acontece aproximadamente na mesma distância onde tudo fica bagunçado. Pode ser coincidência, mas tais coincidências são raras na natureza.
p Susanne Pfalzner e seus colegas de trabalho sugerem que uma estrela se aproximou do sol em um estágio inicial, roubando a maior parte do material externo do disco protoplanetário do sol e jogando o que restava em órbitas inclinadas e excêntricas. Realizando milhares de simulações de computador, eles verificaram o que aconteceria quando uma estrela passasse muito perto e perturbasse o disco que já foi maior. Descobriu-se que o melhor ajuste para os sistemas solares externos de hoje vem de uma estrela perturbadora com a mesma massa do Sol ou um pouco mais leve (0,5-1 massas solares), que passou voando a aproximadamente três vezes a distância de Netuno.
p Contudo, a descoberta mais surpreendente foi que um sobrevôo não explica apenas as órbitas estranhas dos objetos do sistema solar externo, mas também dá uma explicação natural para várias outras características inexplicáveis do sistema solar, incluindo a proporção de massa entre Netuno e Urano, e a existência de duas populações distintas de objetos do Cinturão de Kuiper.
p “É importante continuar explorando todos os caminhos possíveis para explicar a estrutura do sistema solar externo. Os dados estão aumentando, mas ainda muito esparso, então as teorias têm muito espaço de manobra para desenvolver, "diz Pedro Lacerda da Queen's University em Belfast, um co-autor do artigo. "Há um certo perigo de que uma teoria se cristalize como verdade, não porque explique melhor os dados, mas por causa de outras pressões. Nosso artigo mostra que muito do que sabemos atualmente pode ser explicado por algo tão simples como um sobrevoo estelar. "
p A grande questão é a probabilidade de tal evento. Hoje, sobrevôos mesmo centenas de vezes mais distantes são felizmente raros. Contudo, estrelas como o nosso sol normalmente nascem em grandes grupos de estrelas muito mais densamente compactadas. Portanto, sobrevôos próximos eram significativamente mais comuns no passado distante. Executando outro tipo de simulação, a equipe descobriu que havia uma chance de 20 a 30 por cento de passar por cima dos primeiros bilhões de anos de vida do sol.
p Esta não é a prova final de que um voo estelar causou as características confusas do sistema solar exterior, mas pode reproduzir muitas observações e parece relativamente realista. Até aqui, é a explicação mais simples, e se a simplicidade é um marcador de validade, este modelo são os melhores candidatos até agora.
p "Resumindo, nosso cenário de sobrevôo oferece uma alternativa realista para apresentar modelos sugeridos para explicar as características inesperadas do sistema solar externo, "conclui Susanne Pfalzner." Deve ser considerada como uma opção para moldar o sistema solar exterior. A força da hipótese fly-by reside na explicação de várias características externas do sistema solar por um único mecanismo. "