O grupo Alpha Centauri é a estrela - ou sistema solar - mais próxima fora do nosso, a uma distância de 4,3 anos-luz, e pode ser encontrado no céu noturno na constelação de Centaurus. As estrelas Alpha Centauri A e Alpha Centauri B constituem um sistema binário, em que as duas estrelas orbitam uma a outra, e por perto está uma outra anã vermelha fraca, Alpha Centauri C, também chamado de Proxima Centauri. Alguns astrônomos esperam um dia encontrar um exoplaneta capaz de abrigar vida avançada no sistema, mas um novo estudo reduz essas expectativas ao mesmo tempo que as aumenta para o resto do universo. Crédito:Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA
"Eles estão lá fora, "diz um ditado sobre extraterrestres. Parece mais provável que seja verdade à luz de um novo estudo sobre as inclinações do eixo planetário.
Astrofísicos do Instituto de Tecnologia da Geórgia modelaram um gêmeo teórico da Terra em outros sistemas estelares chamados sistemas binários, porque eles têm duas estrelas. Eles concluíram que 87% das exo-Terras que podem ser encontradas em sistemas binários devem ter inclinações do eixo similarmente estáveis ao da Terra, um ingrediente importante para a estabilidade climática que favorece a evolução da vida complexa.
"Sistemas de estrelas múltiplas são comuns, e cerca de 50% das estrelas têm estrelas companheiras binárias. Então, este estudo pode ser aplicado a um grande número de sistemas solares, "disse Gongjie Li, o co-investigador do estudo, um professor assistente na Escola de Física da Georgia Tech.
Sistemas solares de estrela única como o nosso, com planetas múltiplos, parecem ser mais raros.
Alpha Centauri B? Miserável
Os pesquisadores começaram contrastando como o eixo da Terra se inclina, também chamado de obliquidade, varia ao longo do tempo com a variação da inclinação do eixo de Marte. Considerando que as variações suaves da obliquidade do nosso planeta têm sido ótimas para um clima habitável e para a evolução, as variações selvagens da inclinação do eixo de Marte podem ter ajudado a destruir sua atmosfera, conforme explicado na seção abaixo.
Em seguida, os pesquisadores modelaram a Terra em habitável, ou Cachinhos Dourados, zonas em Alpha Centauri AB - o vizinho mais próximo de nosso sistema solar, um sistema binário com uma estrela chamada "A" e a outra "B". Depois disso, eles expandiram o modelo para um escopo mais universal.
"Simulamos como seria em torno de outros binários com múltiplas variações das massas das estrelas, qualidades orbitais, e assim por diante, "disse Billy Quarles, o principal investigador do estudo e um cientista pesquisador no laboratório de Li. "A mensagem geral foi positiva, mas não para o nosso vizinho mais próximo."
Alpha Centauri A realmente não parecia ruim, mas a perspectiva para a dinâmica do eixo moderado em uma exo-Terra modelada em torno da estrela B era péssima. Isso pode acabar com algumas esperanças, porque Alpha Centauri AB está a quatro anos-luz de distância, e uma missão chamada Starshot com grandes patrocinadores planeja lançar uma sonda espacial para procurar sinais de vida avançada lá.
Pobre Terra. Modelado em uma órbita na zona habitável em torno de Alpha Centauri B, na tradução deste artista por um autor de um novo estudo, nosso planeta parece bastante gelado e inóspito para a vida avançada. Crédito:Georgia Tech / Billy Quarles
Os pesquisadores estão publicando seu estudo, que foi co-liderado por Jack Lissauer do NASA Ames Research Center, no Astrophysical Journal em 19 de novembro, 2019, sob o título:"Evolução da obliquidade de planetas circunstelares em binários estelares semelhantes ao Sol." A pesquisa foi financiada pelo Programa de Exobiologia da NASA.
Nenhum exoplaneta foi confirmado em torno de A ou B; um exoplaneta foi confirmado em torno da estrela anã vermelha próxima Proxima Centauri, mas é muito provável que seja inabitável.
Terra? Na medida
Mesmo com suas eras glaciais e fases quentes, A estrutura climatológica da Terra tem estado calma por centenas de milhões de anos - em parte por causa de sua dinâmica orbital e de inclinação do eixo amena - permitindo que a evolução dê grandes passos. Dinâmicas altamente variáveis, e assim o clima, como em Marte mataria regularmente a vida avançada, evolução de nanismo.
A órbita da Terra ao redor do Sol está em uma ligeira inclinação que oscila suavemente e muito lentamente por meio de uma ligeira precessão, uma espécie de oscilação. Conforme a Terra gira, ele muda de posição em relação ao sol, circulando um pouco como um desenho espirógrafo. A órbita também tem precessão em forma entre um pouco mais e um pouco menos oblonga acima de 100, Períodos de 000 anos.
A inclinação do eixo da Terra precessa entre 22,1 e 24,5 graus ao longo de 41, 000 anos. Nossa grande lua estabiliza nossa inclinação por meio de sua relação gravitacional com a Terra, de outra forma, interconexões gravitacionais saltitantes com Mercúrio, Vênus, Marte, e Júpiter sacudiria nossa inclinação com ressonâncias.
"Se não tivéssemos a lua, A inclinação da Terra pode variar em cerca de 60 graus, "Quarles disse." Nós nos pareceríamos talvez com Marte, e a precessão de seu eixo parece ter ajudado a esgotar sua atmosfera. "
O eixo de Marte sofre precessão entre 10 graus e 60 graus a cada 2 milhões de anos. Na inclinação de 10 graus, a atmosfera condensa nos pólos, criando tampas que bloqueiam grande parte da atmosfera em gelo. A 60 graus, Marte poderia criar um cinturão de gelo ao redor de seu equador.
O astrofísico Billy Quarles, autor de um novo estudo sobre a inclinação do eixo do exoplaneta, está com o maior telescópio da Georgia Tech instalado em seu observatório. Crédito:Georgia Tech / Rob Felt
Universo? Esperançoso
Em Alpha Centauri AB, estrela B, sobre o tamanho do nosso sol, e a estrela maior, UMA, orbitam uns aos outros mais ou menos à distância entre Urano e nosso sol, que é muito próximo de duas estrelas em um sistema binário. O estudo modelou variações de uma exo-Terra orbitando uma das estrelas, mas concentrou-se em uma órbita terrestre modelada na zona habitável centrada em B, sendo A a estrela em órbita.
A órbita de A é muito elíptica, passando perto e, em seguida, movendo-se para muito longe de B e lançando uma poderosa gravidade, que, no modelo, dominou a própria dinâmica da exo-Terra. Sua inclinação e órbita variaram amplamente; adicionar nossa lua ao modelo não ajudou.
"Em torno de Alpha Centauri B, se você não tem uma lua, você tem um eixo mais estável do que se tivesse uma lua. Se você tem uma lua, são más notícias, "Quarles disse.
Mesmo sem lua e com variabilidade de eixo moderada, complexo, A evolução semelhante à da Terra parece ter dificuldades com a exo-Terra modelada ao redor de B.
"O maior efeito que você veria são as diferenças nos ciclos climáticos relacionados ao alongamento da órbita. Em vez de ocorrer eras glaciais a cada 100, 000 anos como na Terra, eles podem vir a cada 1 milhão de anos, ser pior, e duram muito mais, "Quarles disse.
Mas uma lasca de esperança para condições semelhantes à Terra apareceu no modelo:"A órbita planetária e o giro precisam precessar exatamente em relação à órbita binária. Existe este pequeno ponto ideal, "Quarles disse.
Quando os pesquisadores expandiram o modelo para sistemas binários no universo, a probabilidade de variações suaves da obliquidade aumentou.
"Em geral, a separação entre as estrelas é maior em sistemas binários, e então a segunda estrela tem menos efeito no modelo da Terra. A própria dinâmica de movimento do planeta domina outras influências, e a obliquidade geralmente tem uma variação menor, "Li disse." Então, isso é bastante otimista. "
