p Os astrônomos desenvolveram o modelo mais realista até o momento da formação de planetas em sistemas estelares binários. p Os pesquisadores, da Universidade de Cambridge e do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, mostraram como exoplanetas em sistemas estelares binários - como os planetas 'Tatooine' avistados pelo Telescópio Espacial Kepler da NASA - surgiram sem serem destruídos em seu ambiente caótico de nascimento.

p Eles estudaram um tipo de sistema binário em que a estrela companheira menor orbita a estrela-mãe maior aproximadamente uma vez a cada 100 anos - nosso vizinho mais próximo, Alpha Centauri, é um exemplo de tal sistema.

p "Um sistema como este seria o equivalente a um segundo Sol onde Urano está, o que teria feito nosso próprio sistema solar parecer muito diferente, "disse o co-autor Dr. Roman Rafikov do Departamento de Matemática Aplicada e Física Teórica de Cambridge, que também é membro do Institute for Advanced Study in Princeton, Nova Jersey.

p Rafikov e seu co-autor, Dr. Kedron Silsbee, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, descobriram que, para a formação de planetas nesses sistemas, os planetesimais - blocos de construção planetários que orbitam em torno de uma jovem estrela - precisam começar com pelo menos 10 quilômetros de diâmetro, e o disco de poeira, gelo e gás ao redor da estrela, dentro do qual os planetas se formam, precisa ser relativamente circular.

p A pesquisa, que é publicado em Astronomia e Astrofísica , traz o estudo da formação de planetas em binários a um novo nível de realismo e explica como tais planetas, vários dos quais foram detectados, poderia ter se formado.

p Acredita-se que a formação do planeta comece em um disco protoplanetário - feito principalmente de hidrogênio, hélio, e minúsculas partículas de gelo e poeira - orbitando uma jovem estrela. De acordo com a teoria atual sobre como os planetas se formam, conhecido como acréscimo de núcleo, as partículas de poeira grudam umas nas outras, eventualmente formando corpos sólidos cada vez maiores. Se o processo parar mais cedo, o resultado pode ser um planeta rochoso semelhante à Terra. Se o planeta ficar maior que a Terra, então sua gravidade é suficiente para reter uma grande quantidade de gás do disco, levando à formação de um gigante gasoso como Júpiter.

p "Esta teoria faz sentido para sistemas planetários formados em torno de uma única estrela, mas a formação de planetas em sistemas binários é mais complicada, porque a estrela companheira atua como um batedor de ovos gigante, excitando dinamicamente o disco protoplanetário, "disse Rafikov.

p "Em um sistema com uma única estrela, as partículas do disco se movem em baixas velocidades, então eles facilmente se unem quando colidem, permitindo que eles cresçam, "disse Silsbee." Mas por causa do efeito gravitacional 'batedor de ovos' da estrela companheira em um sistema binário, as partículas sólidas colidem umas com as outras a uma velocidade muito maior. Então, quando eles colidem, eles se destroem. "

p Muitos exoplanetas foram encontrados em sistemas binários, então a questão é como eles chegaram lá. Alguns astrônomos até sugeriram que talvez esses planetas estivessem flutuando no espaço interestelar e foram sugados pela gravidade de um binário, por exemplo.

p Rafikov e Silsbee realizaram uma série de simulações para ajudar a resolver esse mistério. Eles desenvolveram um modelo matemático detalhado de crescimento planetário em um binário que usa entradas físicas realistas e contabiliza processos que muitas vezes são esquecidos, como o efeito gravitacional do disco de gás no movimento dos planetesimais dentro dele.

p "O disco é conhecido por afetar diretamente os planetesimais por meio do arrasto de gás, agindo como uma espécie de vento, "disse Silsbee." Alguns anos atrás, percebemos que, além da resistência do gás, a própria gravidade do disco altera dramaticamente a dinâmica dos planetesimais, em alguns casos, permitindo a formação de planetas, mesmo apesar das perturbações gravitacionais devido à companheira estelar. "

p "O modelo que construímos reúne esse trabalho, bem como outros trabalhos anteriores, para testar as teorias de formação de planetas, "disse Rafikov.

p Seu modelo descobriu que os planetas podem se formar em sistemas binários, como Alpha Centauri, desde que os planetesimais comecem pelo menos 10 quilômetros de extensão, e que o próprio disco protoplanetário é quase circular, sem grandes irregularidades. Quando essas condições são atendidas, os planetesimais em certas partes do disco acabam se movendo lentamente em relação uns aos outros para que fiquem juntos em vez de se destruir.

p Essas descobertas dão suporte a um mecanismo particular de formação de planetesimal, chamada de instabilidade de streaming, ser parte integrante do processo de formação do planeta. Essa instabilidade é um efeito coletivo, envolvendo muitas partículas sólidas na presença de gás, que é capaz de concentrar grãos de poeira do tamanho de pedra em pedra para produzir alguns planetesimais grandes, que sobreviveria à maioria das colisões.

p Os resultados deste trabalho fornecem informações importantes para as teorias da formação de planetas em torno de estrelas binárias e únicas, bem como para as simulações hidrodinâmicas de discos protoplanetários em binários. No futuro, o modelo também poderia ser usado para explicar a origem dos planetas 'Tatooine' - exoplanetas orbitando ambos os componentes de um binário - cerca de uma dúzia dos quais foram identificados pelo Telescópio Espacial Kepler da NASA.