O Sol: uma estrela só! Mas terá sido sempre assim?

O Sol é uma estrela. Para nós, habitantes da Terra, é o astro mais importante. O Sol é muito quente (com 6000 graus à sua superfície) e tem um diâmetro 100 vezes maior do que o da Terra. Porém, a distância que nos separa do astro-rei, cerca de 150 milhões de quilómetros (valor que a astronomia denomina de “unidade astronómica”), proporciona uma coabitação cósmica que tem permitido a vida e a sua evolução neste pequeno ponto azul no Espaço, que é a nosso planeta. Mas o Sol, sendo único para nós, é só uma das 100 mil milhões de estrelas que existirão na nossa galáxia, a Via-Láctea. Deste colossal número, mais de metade das estrelas pertencem a sistemas binários: estrelas que rodam uma em torno da outra num bailado estelar movido pela atração gravitacional mútua.

Mas tudo isto o leitor já saberá. O que é, talvez, menos conhecido é a ideia de que o Sol pode ter pertencido também a um sistema binário. Não há qualquer dúvida que o Sol hoje não tem a companhia de uma outra estrela. Mas pode não ter sido sempre assim. Há menos de um ano, os investigadores Amir Siraj e Abraham Loeb, da Universidade de Harvard, Cambridge, nos Estados Unidos da América, num artigo científico de cinco páginas, defenderam a teoria que o Sol na sua formação (ou seja, há cerca de 5 mil milhões de anos) poderá ter tido uma estrela companheira, de igual massa, a uma distância de cerca de 1500 unidades astronómicas. Em termos de comparação diga-se que Neptuno – o mais longínquo dos planetas do sistema solar – encontra-se a umas “poucas” 30 unidades astronómicas do Sol. Esta tão grande distância poderia explicar a razão pelo qual esta suposta estrela já não se encontra hoje entre nós, reduzida que era a tal atração gravitacional mútua. Longe da vista, longe do coração!

Mas porque razão estes investigadores se deram ao trabalho em sustentar tão peculiar teoria? A motivação é comum em ciência: tentar resolver um problema em aberto. No caso, trata-se da origem da nuvem de Öpik-Oort, um enorme aglomerado de pequenos corpos que se distribuem em forma aproximadamente esférica, em torno do Sol, a uma distância de mais de 10 000 unidades astronómicas. Esta nuvem, composta por calhaus longínquos, é o berço de cometas com órbitas de milhares de anos de período, e o seu nome honra dois destacados astrónomos do século XX que sobre ela discorreram: o estónio Ernst Öpik e o holandês Jan Oort.

Pois bem, desde há largos anos que os astrónomos têm dificuldades em explicar como é que esta nuvem se formou. Segundo Siraj e Loeb, a existência de uma segunda estrela no sistema solar poderia ajudar a explicar. O argumento que está na base desta ideia é simples: uma outra estrela “colocada” à distância certa teria permitido manter e concentrar a nuvem de milhares de pequenos corpos, algo que uma estrela apenas – o Sol – teria dificuldade em fazer. Por outro lado, esta ajuda não terá sido durante muito tempo: os investigadores estimam que a companheira solar esteve por cá durante “apenas” 100 milhões de anos tendo sido posteriormente ejetada. Sim, para que não haja dúvidas: presentemente não há mais nenhuma estrela no sistema solar para além do Sol. Se existisse uma estrela como o Sol a “apenas” 1500 unidades astronómicas já seria conhecida desde a antiguidade.

E assim se “inventa” uma estrela nova para resolver um problema velho. Em suma, para coisas que vemos e são inexplicáveis, valemo-nos de boas explicações baseadas em coisas que não vemos. Está o leitor confuso?

Compreendo, mas garanto-lhe que é uma técnica usada em astronomia mais vezes do que se pensa e tem dado bons resultados ao longo dos tempos. E porque já dele falamos, recordemos que a descoberta de Neptuno se deveu às previsões matemáticas do francês Urbain Le Verrier em 1846 que, sabendo das perturbações anómalas na órbita de Urano, postulou que deveria haver um planeta ainda não conhecido a interferir no movimento uraniano. E tinha razão. O alemão Johann Galle, do Observatório de Berlim, nesse mesmo ano e motivado por estas reflexões, descobriu Neptuno. Por curiosidade, adiantamos que algo que funciona uma vez pode não funcionar na vez seguinte: em face de reportadas anomalias, agora, na órbita de Mercúrio, o mesmo Le Verrier, em 1859, preveria a existência de um novo planeta com uma órbita ainda mais próxima do Sol. Até se lhe deu nome: Vulcano. Bem se procurou, mas nunca ninguém o viu porque, na realidade, não está lá. Estas anomalias só viriam a ser explicadas fazendo uso da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, no início do século XX.

Regressemos à suposta estrela companheira do Sol. E agora? Como científica que é, a teoria terá que fazer o seu caminho confrontando-se em permanência com novas ideias e descobertas, resistindo (ou não) ao saudável contraditório imposto pela ciência e pela natureza. Dito por outras palavras, dentro de alguns anos poderemos estar aqui a escrever que esta teoria, sobre uma efémera companheira solar, se consolidou e faz parte dos livros de escola dos nossos filhos, ou até que foi refutada em face de novas evidências e não passará de um parágrafo numa qualquer revisão da história da astronomia no século XXI. É a ciência a funcionar …

João Fernandes, astrónomo, FCTUC

João Fernandes nasceu em Arcos de Valdevez e é Professor Auxiliar do Departamento de Matemática da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra desde 1999. Doutorou-se em Astrofísica e Técnicas Espaciais pela Universidade de Paris VII (em 1996) e desde então faz das estrelas a sua área principal de investigação.

 

Texto publicado no âmbito do programa “Cultura, Ciência e Tecnologia na Imprensa”, promovido pela Associação Portuguesa de Imprensa.

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Um Comentário

  1. Uma outra teoria, semelhante nos contornos à que é abordada neste artigo, é a que explica a formação da Lua e hoje aceite, consensualmente, entre os astrofísicos.
    Como assim?

    A nossa companheira Lua terá tido origem, como resultado do brutal impacto, que ocorreu, há cerca de 4.500 milhões de anos, entre o planeta Theia (mais ou menos do tamanho de Marte) e o planeta Terra, o qual havia sido formado poucas dezenas de milhões de anos atrás, do mesmo modo que os restantes planetas do Sistema Solar, que como o nosso planeta, foram criados, a partir dos restos de poeiras e gases sobrantes da formação do Sol.

    Do impacto apocalíptico entre os dois planetas, a cerca de 38 mil quilómetros / hora, teve origem o actual núcleo da Terra, através da fusão dos respectivos núcleos.
    Do choque resultou, igualmente, a projecção para o espaço circundante de enorme quantidade de destroços, que ficaram a girar à volta da Terra e, pouco a pouco, se foram congregando, por acreção e acção da força da gravidade, num corpo crescentemente maior, que viria a dar a nossa Lua.

    Nem sempre a Lua esteve à mesma distância da Terra.
    Aquando da sua formação, ela estava 18 vezes mais próxima do nosso planeta do que hoje.

    O afastamento da Lua deve-se à fricção entre a superfície da Terra e a enorme massa de água que a cobre.
    Esta fricção faz com que, ao longo do tempo, a Terra gire um pouco mais lentamente sobre o seu eixo: a água está a atrasar a rotação da Terra.
    De acordo com a 3ª Lei de Newton, por cada acção, há uma reacção de força igual e sentido oposto.
    A Terra e a Lua estão unidas por uma espécie de abraço gravitacional.
    À medida que o movimento de rotação da Terra diminui, o da Lua acelera.
    E, quando um corpo que está em órbita acelera, essa aceleração empurra-o para fora.

    O afastamento gradual da Lua da Terra ocorre, à razão de 3,78 centímetros por ano, um pouco mais do que 0,1 mm por dia.

    Cabe referir que devemos à Lua a possibilidade da existência de vida na Terra, devido a que foi este simpático astro que estabilizou o eixo terrestre, o qual, em vez de se mover aleatoriamente no espaço, mantém sempre a mesma distância angular entre o seu eixo e o plano do Equador, isto é, cerca de 23,26 graus.

    Como parêntese, refira-se que, apesar de manter esta inclinação axial, têm acontecido, ao longo dos milénios, minúsculas alterações no seu eixo, mas suficientes para a desertificação de vastas zonas no planeta, assim como origem de várias glaciações, de que é exemplo a última que terminou, há cerca de 10.000 anos.

    No movimento de translação à volta do Sol, a Terra mantém, pois, por norma, o seu eixo sempre paralelo a si mesmo, em qualquer dos pontos da sua trajectória.

    A pendularidade que a massa da Lua trouxe ao nosso planeta, tornou, assim, possível que as Estações sazonais – Primavera, Verão, Outono e Inverno – ocorram com regularidade e nos visitem, anualmente, de um modo, mais ou menos, previsível.

    Quando a Terra, no seu movimento de translação, mostra mais para o Sol o hemisfério Norte, é Verão neste hemisfério e Inverno no Sul.
    Quando, do lado oposto da translação, mostra mais o hemisfério Sul para o Sol, então é Verão no Sul e Inverno no Norte.

    Nas duas posições intermédias da translação, a luz do Sol incide, por igual, nos dois hemisférios (os casos da Primavera e do Outono).
    São os dois momentos do ano em que, como aprendemos nos livros, o dia é igual à noite, ou seja, em que acontece o Equinócio da Primavera (com o dia solar a crescer) ou o Equinócio do Outono (com o dia solar a minguar).

    Episódios cósmicos como o do choque dos dois titãs, Terra e Theia, são frequentes, ao longo do Universo, provocando cataclismos de dimensões inimagináveis, a que estão, um pouco sujeitos, todos os corpos do Cosmos, Terra incluída.

    A esse propósito, será interessante falarmos um pouco do nosso Sol, que é apenas uma estrela de média dimensão, ao pé de outras que são muitos milhares de vezes maiores do que ele.

    Como uma pálida ideia da grandiosidade dos fenómenos que ocorrem, por esse Universo fora, refira-se que o Sol, não obstante o seu relativo tamanho, face a outras estrelas bem mais gigantes, queima, no seu núcleo, cerca de 600 toneladas de hidrogénio, em cada segundo.

    O nosso amigo Sol, que agora vemos como o gerador de vida na Terra, ditará o fim do nosso planeta, quando se transformar numa Gigante Vermelha, fase que ocorrerá, quando tiver consumido todo o seu combustível, o hidrogénio.
    Então, aumentará exponencialmente o seu tamanho, a ponto de engolir a Terra, na sua órbita, cuja temperatura atingirá, à superfície, milhares de graus Centígrados.

    Em vez de um milhão e 400 mil quilómetros de diâmetro, que tem actualmente, o Sol inchará, até atingir cerca de 140 milhões de quilómetros.

    A água dos oceanos terrestres irá ferver e desaparecer.
    As montanhas irão derreter e transformar-se em lava.
    Será o último dia de vida aqui na Terra.

    Descansem, contudo, porque tal cenário apenas terá lugar daqui a cerca de 5 mil milhões de anos, quando o Sol tiver chegado ao fim da sua vida útil e se tiver transformado numa Gigante Vermelha, fase em que se manterá cerca de dois mil milhões de anos, até se transformar numa Anã Branca, composta apenas por carbono e oxigénio, onde encontrará a sua morte.

    Quando se tornar numa Anã Branca, estágio final de sua vida como estrela, o nosso Sol deve ficar com um diâmetro parecido com o da Terra, com aproximadamente um centésimo do diâmetro que tem hoje.
    Apesar de encolher muito no tamanho, o Sol ainda irá preservar quase 60% de sua massa original.
    Imagine-se a brutal densidade da Anã Branca, sendo do tamanho da Terra, com 60% da massa actual do Sol e um milhão de vezes mais densa …
    Se pegássemos num bocado de um Anã Branca do tamanho de um berlinde e o colocássemos sobre a superfície da Terra, ele seria tão denso que atravessaria o chão.

    Quando a estrela atinge o estado de Anã Branca, o processo de fusão parou.
    O motor da estrela foi finalmente desligado.

    O centro de uma Anã Branca, segundo alguns astrofísicos, é um cristal gigante de carbono puro, um diamante cósmico com milhares de quilómetros de comprimento.
    A ideia de que o Sol, no seu final de vida se transformará numa massa disforme e morta é algo triste para nós, que, desde sempre, o vimos a brilhar no céu azul.

    Para compensar isso, pensemos que ele se transformará num enorme diamante com triliões de triliões de quilates.

    José Domingos

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