A primeira detecção de um asteróide interestelar / objeto semelhante a um cometa visitando o sistema solar há dois anos gerou idéias sobre a possibilidade de viagens interestelares. Uma nova pesquisa do Technion-Israel Institute of Technology sugere que tais objetos também levantam implicações de longo alcance sobre as origens dos planetas em toda a galáxia, e possivelmente até a formação inicial do próprio sistema solar.

O objeto semelhante a um asteróide / cometa chamado 'Oumuamua confirmou expectativas científicas de décadas que sugeriam que o meio interestelar está cheio de pedaços soltos de rocha voando ao redor. Acredita-se que tais detritos tenham sido ejetados dos sistemas planetários após a formação do planeta, quando grandes planetas se formaram e expulsaram alguns dos planetas menores restantes e planetesimais que ainda estavam por aí. De tempos em tempos, alguma fração dessas rochas ejetadas ainda pode encontrar estrelas estrangeiras. Em casos felizes, este fenômeno pode ser observado à medida que se espalha pelo sistema solar.

Os pesquisadores do Technion, Evgeni Grishin, Hagai Perets e Yael Avni se perguntaram o que teria acontecido se essas rochas interestelares parecidas com 'Oumuamua estivessem voando cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, quando nossa estrela era jovem e selvagem, e um disco gasoso estava presente em vez de nosso sistema planetário. Suas descobertas podem ser essenciais para responder a alguns dos maiores quebra-cabeças relacionados à formação de planetas e à origem dos planetas no sistema solar

Formando planetas com moeda estrangeira (planetesimal)

Os planetas são formados em discos protoplanetários, principalmente feito de gás e poeira. Acredita-se que os grãos de poeira se transformem em seixos, coagular em planetesimais maiores, e finalmente, planetas de forma. Uma vez que os objetos atingem o tamanho km, eles podem sobreviver e eventualmente coagular e agregar rochas / seixos menores para formar embriões planetários e planetas completos. O principal obstáculo para tal crescimento parece ocorrer antes que objetos de tamanho km se formem, no estágio em que rochas menores e seixos se formam inicialmente. De fato, vários culpados conspiram para destruir seixos e pedras do tamanho de um metro antes que eles possam crescer e se tornar planetesimais maiores. Esses seixos e rochas se movem através do disco gasoso no qual estão inicialmente embutidos, e experimentam um vento contrário que os retarda.

O impulso contínuo do vento contrário pode eventualmente levá-los a espiralar rapidamente para dentro do Sol e serem destruídos. Além disso, colisões entre pequenos seixos podem levar à sua fragmentação em pedaços menores, interrompendo seu crescimento em planetesimais maiores. Em outras palavras, seixos e pequenas rochas encontram a chamada "barreira do tamanho de um metro" em sua capacidade de crescer e se tornar planetesimais ainda maiores.

Vários modelos foram sugeridos para superar a barreira do tamanho do medidor, mas estes normalmente requerem condições ajustadas que são improváveis ​​de existir na maioria dos sistemas planetários; no entanto, é do conhecimento comum que a maioria, senão todas as estrelas, hospedam sistemas planetários. A questão é como isso aconteceu.

Em seu artigo publicado recentemente no Avisos mensais da Royal Astronomical Society , Grishin e colaboradores mostraram que os objetos interestelares são a chave. Eles sugeriram que a maioria dos sistemas não precisa passar pelo difícil estágio de formar planetesimais com quilômetros de extensão. Em vez de, a maioria dos sistemas pode capturar planetesimais interestelares com quilômetros de extensão que foram originalmente ejetados de outros sistemas planetários. Mas como pode um objeto se movendo a velocidades de dezenas de km por segundo através de um sistema solar ser capturado? Acontece que a resposta é simples - o mesmo vento contrário que leva pequenas pedras a inspirar em seu sol pode desacelerar ainda mais, planetesimais interestelares com quilômetros de extensão e, assim, capturá-los em um disco protoplanetário recém-formado.

Desta maneira, até mesmo um único sistema planetário pode ejetar planetesimais com quilômetros de extensão que servem como sementes para a formação de muitos novos sistemas planetários. Como resultado, mesmo um número muito pequeno de sistemas planetários pode semear a formação de muitos outros sistemas - tudo o que requer são apenas alguns casos raros de sorte para iniciar o processo, e então esses sistemas podem gerar "sementes" planetesimais por toda a galáxia, que, por sua vez, pode ser capturado em discos protoplanetários recém-formados e fornecer a eles os blocos básicos de construção de km necessários para o crescimento planetário.

A formação do planeta não ocorre mais isoladamente; nenhum sistema planetário é uma ilha, ao contrário, o reservatório de planetesimais interestelares desonestos ejetados serve para iniciar continuamente o nascimento de novos sistemas planetários. Por sua vez, qualquer sistema planetário recém-formado ejeta seus próprios planetesimais invasores e ajuda a reconstruir o reservatório de sementes planetesimais interestelares. A questão se torna:quais são as chances de capturar esses planetesimais, e quantas formações bem-sucedidas são necessárias para preencher todo o agrupamento de nascimentos com planetesimais?

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Para estimar as chances de semeadura planetesimal e suas implicações para a formação do planeta, os pesquisadores desenvolveram um modelo matemático e numérico para probabilidade de captura, dependendo das propriedades da população planetesimal interestelar e do disco. Eles descobriram que capturar pequenas pedras é extremamente eficiente, e que capturar corpos maiores é mais desafiador, mas ainda razoável.

Nas regiões densas de aglomerados estelares onde dezenas, centenas, ou mesmo milhares de estrelas nascem e vivem em pequenas regiões (o "Manhattan" da formação estelar), cerca de 10 ^ 6 de 'Oumuamuas são capturados no grupo de nascimento, e o maior corpo capturado pode ter até cerca de 10 km.

No interior da galáxia, o ambiente do campo galáctico, a captura é mais desafiadora, mas ainda por volta de ~ 10 ^ 3 'Oumuamuas podem ser capturados, e corpos de até ~ 1 km são capturados por sistema - o suficiente para servir como a semente para a formação de planetas em cada sistema.

Um é suficiente, Os planetesimais trazem alegria e vida

Os pesquisadores resumem que apenas uma pequena fração das estrelas em um aglomerado (menos de 1 por cento) é necessária para formar os planetesimais primordiais, que eventualmente semeiam todo o aglomerado de nascimento de ~ 1000 estrelas. Números aproximadamente semelhantes são esperados também para ambientes de campo. Ambas as estimativas são conservadoras. O reservatório interestelar, portanto, trabalha em conjunto com os principais modelos de formação de planetas, fornecer as sementes iniciais para muitos dos modelos de formação planetesimal.

Outro aspecto interessante é que o material biologicamente ativo, na forma de bactérias, pode sobreviver ao difícil ambiente interestelar se a rocha na qual está embutido for grande o suficiente (maior do que uma escala de alguns cm). Embora apenas uma pequena fração das rochas ejetadas possa abrigar essas bactérias fortes, um grande número dessas rochas potencialmente biologicamente ativas pode ser capturado. Esta captura assistida por gás é um mecanismo muito mais eficiente para a panspermia generalizada, e a maioria dos sistemas provavelmente ganhou seus blocos de construção da primeira vida de algum outro lugar.