Nosso sistema solar será destruído antes do que pensávamos

ESO / P. Weilbacher / AIP

Uma estrela anã branca após ejetar sua massa para formar uma nebulosa planetária.

Embora o solo sob nossos pés pareça sólido e reconfortante (na maioria das vezes), nada neste Universo dura para sempre.

Um dia, nosso sol morrerá, ejetando uma grande proporção de sua massa antes que seu núcleo se reduza a uma anã branca, perdendo calor gradualmente até se tornar nada mais do que um pedaço de rocha morta, fria e escura, um quadrilhão de anos depois .

Mas o resto do sistema solar terá desaparecido. De acordo com novas simulações, levará apenas cem bilhões de anos para os planetas remanescentes se espalharem pela galáxia, deixando o sol moribundo para trás, reporta o Science Alert.

“Compreender a estabilidade dinâmica de longo prazo do sistema solar constitui uma das atividades mais antigas da astrofísica, remontando ao próprio Newton, que especulou que as interações mútuas entre os planetas acabariam por tornar o sistema instável”, escreveram os astrônomos Jon Zink, da Universidade de Califórnia, Los Angeles, Konstantin Batygin do Caltech e Fred Adams da University of Michigan em seu novo artigo.

Mas isso é muito mais complicado do que parece. Quanto maior o número de corpos que estão envolvidos em um sistema dinâmico, interagindo entre si, mais complicado esse sistema se torna e mais difícil é prever. Isso é chamado de problema de N-body (ou problema dos n-corpos, em português).

Devido a essa complexidade, é impossível fazer previsões determinísticas das órbitas dos objetos do sistema solar após certas escalas de tempo. Além de cerca de cinco a dez milhões de anos, a certeza sai correndo.

Mas, se pudermos descobrir o que vai acontecer com nosso sistema solar, isso nos informa sobre como o Universo pode evoluir, em escalas de tempo muito mais longas do que sua idade atual de 13,8 bilhões de anos.

Em 1999, os astrônomos previram que o sistema solar se desintegraria lentamente ao longo de um período de pelo menos um bilhão de bilhões de anos; isso é 10^18, ou um quintilhão de anos. Esse é o tempo que levaria, eles calcularam, para que as ressonâncias orbitais de Júpiter e Saturno desacoplassem Urano.

De acordo com a equipe de Zink, porém, esse cálculo deixou de fora algumas influências importantes que poderiam interromper o sistema solar mais cedo.

Em primeiro lugar, o sol

Em cerca de 5 bilhões de anos, ao morrer, o Sol se transformará em uma gigante vermelha, engolfando Mercúrio, Vênus e a Terra. Em seguida, ele ejetará quase metade de sua massa, levado para o espaço por ventos estelares; a anã branca restante terá cerca de 54% da massa solar atual.

Essa perda de massa vai afrouxar o controle gravitacional do Sol sobre os planetas restantes, Marte e os gigantes de gás e gelo externos, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Em segundo lugar, como o sistema solar orbita o centro galáctico, outras estrelas devem se aproximar o suficiente para perturbar as órbitas dos planetas, cerca de uma vez a cada 23 milhões de anos.

“Ao contabilizar a perda de massa estelar e a inflação das órbitas do planeta externo, esses encontros se tornarão mais influentes”, escreveram os pesquisadores .

“Com tempo suficiente, alguns desses vôos chegarão perto o suficiente para desassociar — ou desestabilizar — os planetas restantes.”

Com essas influências adicionais levadas em consideração em seus cálculos, a equipe executou dez simulações de N-corpos para os planetas externos (deixando de fora Marte para economizar em custos de computação, já que sua influência deve ser insignificante). Essas simulações foram divididas em duas fases: até o final da perda de massa do Sol e a fase seguinte.

Embora dez simulações não sejam uma amostra estatística forte, a equipe descobriu que um cenário semelhante acontecia a cada vez.

Depois que o Sol completa sua evolução em uma anã branca, os planetas externos passam a ter uma órbita maior, mas ainda permanecem relativamente estáveis. Júpiter e Saturno, no entanto, são capturados em uma ressonância estável 5:2; para cada cinco vezes que Júpiter orbita o Sol, Saturno orbita duas vezes (essa ressonância eventual foi proposta muitas vezes, pelo próprio Isaac Newton).

Essas órbitas expandidas, bem como as características da ressonância planetária, tornam o sistema mais suscetível a perturbações por estrelas que passam próximas.

Após 30 bilhões de anos, essas perturbações estelares transformam essas órbitas estáveis ​​em caóticas, resultando na rápida perda de planetas. Todos menos um planeta escapam de suas órbitas, fugindo para o meio galáctico como planetas errantes.

Esse último e solitário planeta persiste por mais 50 bilhões de anos, mas seu destino está selado. Finalmente, ele também é liberado pela influência gravitacional das estrelas que passam. Em última análise, cerca de cem bilhões de anos após o Sol se transformar em uma anã branca, o Sistema Solar não existirá mais.

Esse é um período de tempo significativamente menor do que o proposto em 1999. E, os pesquisadores observam cuidadosamente, é dependente das observações atuais do ambiente galáctico local e das estimativas de sobrevôo estelar, que podem mudar. Portanto, não é de forma alguma uma certeza.

Mesmo que as estimativas da linha do tempo da morte do Sistema Solar mudem, no entanto, ainda faltam bilhões de anos. A probabilidade da humanidade sobreviver por tempo suficiente para passar por ela é pequena.

A pesquisa foi publicada no The Astronomical Journal.

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