1 milhão de planetas habitáveis poderiam orbitar um buraco negro

De acordo com o astrofísico Sean Raymond, do Observatório de Bordéus, na França, um buraco negro supermaciço poderia, teoricamente, ter até 1 milhão de planetas potencialmente capazes de suportar vida orbitando suas proximidades. 

Raymond calculou a possibilidade de diferentes sistemas habitáveis existirem em torno de diferentes buracos negros.

“Acho que podemos aprender com os extremos. Os extremos são basicamente os limites da caixa que estamos à procura. Este sistema, com um milhão de planetas habitáveis, é um extremo – o mais repleto de recursos imagináveis. É uma mistura divertida de imaginação e ciência”, disse o astrofísico, em declarações ao Space.com.

Para os astrônomos, a existência de água no estado líquido na superfície de um planeta é geralmente o fator essencial para que este seja potencialmente habitado. Só existe um planeta na “zona habitável” do Sol que possui água líquida: a Terra.

No entanto, a história pode ser diferente para outros sistemas estelares. Por exemplo, o sistema TRAPPIST-1 tem três planetas do tamanho da Terra dentro da zona habitável.

Atualmente, existem dois tipos de buracos negros que os cientistas conhecem bem: os buracos negros de massa estelar, que são iguais em massa a alguns sóis e se formam quando as estrelas gigantes morrem e colapsam sobre si, e buracos negros supermaciços.

Os supermaciços têm de milhões a trilhões de vezes da massa do Sol e acredita-se que existam no coração da maioria das galáxias, se não em todas.

Os buracos negros são extremamente compactos. Um buraco negro com a mesma massa do Sol teria cerca de 6 quilômetros de largura.

Em comparação, o Sagittarius A* – o buraco negro supermaciço que vive no coração da Via Láctea – tem uma massa de cerca de 4 milhões de sóis e um diâmetro com cerca de 23,6 milhões de quilômetros, um pouco mais de 40% do tamanho da órbita de Mercúrio à volta do sol.

Um exercício comum na aulas de física é imaginar o que mudaria caso o Sol fosse substituído por um buraco negro com a mesma massa, disse Raymond. A resposta é que nada mudaria em relação às órbitas dos planetas – se o buraco negro tivesse a mesma massa que o Sol, as órbitas permaneceriam iguais.

Mas a vida na Terra obviamente sofreria com a falta de luz e calor neste cenário.

No entanto, caso o buraco negro tivesse uma estrela companheira, o cenário seria diferente e já poderia existir vida junto dele.

Se o Sol tivesse um buraco negro companheiro de massa igual orbitando em torno dele – a um décimo de uma unidade astronômica (UA) –, as órbitas dos planetas do Sistema Solar não mudariam muito. Uma UA representa a distância entre a Terra e o Sol, ou cerca de 150 milhões de quilômetros.

Por outro lado, a atração gravitacional do Sol e do seu buraco negro companheiro faria com que os planetas completassem suas órbitas mais rápido, diminuindo o ano da Terra de 365 dias para 258, explicou o astrônomo.

No cenário acima, o Sol e o buraco negro completariam uma órbita em torno do outro a cada 2,9 dias. Isso significa que a quantidade de energia que a Terra receberia do Sol oscilasse entre 90 e 110% da sua média atual.

E se o buraco negro supermaciço tivesse um anel de planetas?

Além de imaginar a vida em torno de um buraco negro de massa estrelar, Raymond também calculou quantos planetas potencialmente habitáveis poderiam caber em torno de um buraco negro supermaciço com 1 milhão de vezes da massa do Sol.

“Isso é quase tão grande como o buraco negro no centro da Via Láctea”, explicou, acrescentando que esse objeto teria o diâmetro do Sol. Se a nossa estrela fosse substituído por um buraco negro supermaciço, 550 planetas com a massa da Terra poderiam se encaixar em órbitas concêntricas estáveis em sua volta.

Sean Raymond

Mais de 500 planetas semelhantes à Terra poderiam orbitar um buraco negro supermaciço

Esse fenômeno aconteceria porque a enorme força gravitacional do buraco negro puxaria com mais força o lado de cada planeta que estivesse mais próximo dele. Isto aumentaria a zona habitável ao seu redor, mas não destruiria os planetas, porque eles não se encontram perto o suficiente do buraco negro para que isso aconteça.

Uma forma de criar uma zona habitável em torno desse buraco negro supermaciço consiste em colocar uma estrela entre o buraco negro e os planetas. Um anel de nove estrelas, semelhantes ao Sol a 0,5 UA de distância do buraco, faria com que cada um dos 550 planetas neste cenário se tornassem potencialmente habitáveis.

Como seria a vida neste cenário?

“Seria muito interessante viver em um planeta desse sistema”, observou Raymond. “Levaria apenas alguns dias para completar uma órbita ao redor do buraco negro – cerca de 1,6 dia no limite interno da zona habitável e 4,6 dias no limite externo”.

Além disso, a menor distância entre os dois planetas do sistema seria duas vezes a distância entre a Terra e a Lua. Os vizinhos planetários mais próximos estariam apenas duas vezes mais distantes, parecendo tão grandes como a Lua Cheia no céu.

Mais quatro planetas teriam pelo menos metade do tamanho da Lua Cheia durante a conjunção. “As conjunções acontecem um pouco menos que uma vez por órbita, ou seja, a cada poucos dias, existiriam um conjunto de objetos gigantes passando pelo céu”, disse.

Os nove sóis também “seriam um belo espetáculo de se ver”.

Cada um completaria sua órbita em torno do buraco negro a cada 3 horas. “Isso significa que, a cada 20 minutos, um dos sóis passaria atrás do buraco negro. Quando isso acontece, a gravidade do buraco negro pode dobrar sua luz e agir como uma lente”, explicou Raymond. Isto faria com que os sóis parecessem anéis de luz no céu.

Além disso, a luz das estrelas seria esticada pela gravidade do buraco negro. “As estrelas mais próximas pareceriam mais vermelhas, e as mais distantes mais azuis”, rematou.

Um cenário mais “lotado”

No cenário anterior, cada planeta estava sozinho na sua órbita em torno do buraco negro supermaciço. No entanto, o astrofísico também modelou o que aconteceria se múltiplos planetas compartilhassem uma órbita em torno de um buraco negro com a massa de 1 milhão de sóis e um anel orbital de nove estrelas semelhantes ao Sol.

Nesse caso, 1 milhão de planetas com a massa da Terra poderiam orbitar dentro da zona habitável em 400 anéis, cada um com 2.500 planetas espaçados à mesma distância entre a Terra e a Lua. Uma vez mais, os planetas levariam entre 1,6 e 4,6 dias para completar uma órbita.

Em vez de colocar nove estrelas semelhantes ao Sol entre o buraco negro e os planetas, Raymond também sugeriu que poderia existir 36 estrelas parecidas com o Sol em um anel de 6 UA de largura. Neste panorama, “cada planeta é banhado pela luz do sol em todos os lados – não há lado noturno. Nunca nos sentiríamos sozinhos nesses sistemas – os outros planetas pareceriam enormes no céu”, apontou.

Sean Raymond

Um buraco negro com 1 milhão de sóis de massa e um anel orbital de nove estrelas semelhantes ao Sol

Os planetas vizinhos seriam cerca de 10 vezes mais próximos da Terra do que a Lua, o que significa que pareceriam “cerca de 40 vezes maiores no céu do que a Lua Cheia, aproximadamente o tamanho de um computador portátil ao alcance do braço”.

Os planetas também estariam muito mais próximos do buraco negro, completando, cada um deles, uma órbita em apenas 9 horas. Ou seja, orbitariam a velocidades extraordinárias – cerca de 10% a da luz.

Segundo a teoria da relatividade de Einstein, o tempo parece se mover visivelmente mais devagar quanto mais próximos estamos da velocidade da luz. Assim, “dois bebês nascidos no mesmo instante em anéis diferentes envelheceriam a taxas ligeiramente diferentes”.

Neste último cenário, as diferenças de velocidade entre os anéis seriam grandes o suficiente para tornar impossível que uma nave viajasse de um anel para outro recorrendo a qualquer tecnologia atual.

No entanto, cada mundo compartilharia seu anel com milhares de outros, e a velocidade relativa entre os planetas vizinhos seria quase zero. “Um elevador espacial poderia conectar tais planetas”, afirmou Raymond.

Se cada par de planetas vizinhos ao longo de um determinado anel fosse conectado, seria semelhante à “Ringworld”, a gigantesca mega cultura alienígena do romance de ficção científica de Larry Niven.

Segundo Raymond, é útil pensarmos sobre os sistemas planetários que podem existir.

“Algumas descobertas poderiam ter sido antecipadas se tivéssemos imaginado possibilidades que vão muito além da norma. Esses sistemas são uma combinação de ficção científica e ‘cálculo’. O que desejo é simplesmente tentar forçar os limites do que achamos ser possível”, concluiu o cientista.

Ciberia // HypeScience / ZAP

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