O sistema solar pode perder sua estabilidade significativamente mais cedo do que se supunha anteriormente, quando o Sol se aproximar do fim de seu ciclo de vida. O estudo indica que a perda de massa não uniforme da estrela é capaz de desestabilizar as órbitas dos gigantes gasosos e ejetar alguns deles para o espaço interestelar.
O trabalho, publicado na revista The Astrophysical Journal Letters, demonstra que essa reconfiguração pode ocorrer até cem vezes mais rápido do que as estimativas anteriores sugeriam. Modelos tradicionais assumiam que o Sol perderia massa gradualmente à medida que envelhecesse. Nesse cenário, os planetas externos poderiam permanecer em órbitas estáveis por bilhões de anos, mesmo após a estrela se transformar em uma anã branca, estágio final de sua evolução.
Konstantin Batygin e Jim Fuller do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), juntamente com Fred Adams da Universidade de Michigan, estudaram o que acontece quando essa perda de massa não é uniforme. Em vez de um despejo contínuo de matéria, o Sol moribundo pode ejetar suas camadas externas em milhares de episódios separados. Cada ejeção causava uma pequena mudança na velocidade da estrela, alterando assim sua influência gravitacional sobre os planetas.
Para estudar esse cenário, os pesquisadores analisaram dados do observatório Gaia da Agência Espacial Europeia, que estudou sistemas de estrelas duplas, incluindo aqueles com anãs brancas. Em seguida, realizaram simulações para avaliar como essas perturbações afetariam o Sistema Solar. Nos modelos mais realistas, cada episódio liberava matéria equivalente a cerca de 33 massas terrestres. Ao longo de cerca de 4600 dessas ejeções, pequenas mudanças na trajetória do Sol poderiam se acumular e colocar em risco a estabilidade dos planetas mais distantes.
Consequências para os planetas
Em 37 de 48 simulações selecionadas, os gigantes gasosos começaram a cruzar suas órbitas inesperadamente. Em alguns casos, isso ocorreu quando o Sol havia perdido apenas 10% de sua massa, antes mesmo de completar a ejeção de suas camadas externas. As consequências podem ir além do simples deslocamento das posições dos planetas. Por exemplo, Urano e Netuno podem trocar de lugar ou se aproximar da região orbital de Júpiter. Saturno também corre o risco de ser ejetado do Sistema Solar.
Em nove em dez simulações, pelo menos um planeta gasoso é ejetado para o espaço interestelar. Konstantin Batygin, astrofísico teórico do Caltech, observou que este resultado pode ajudar a explicar a existência de planetas errantes, que se movem no espaço sem orbitar uma estrela. Em 90% das simulações, o Sistema Solar perdia sua configuração original dentro de três bilhões de anos após o Sol se tornar uma anã branca. Alguns cenários mostraram que a desestabilização pode começar ainda antes dessa fase.
A conclusão do estudo ecoa a questão levantada por Isaac Newton sobre a estabilidade dos planetas, mas aponta para uma causa diferente daquela pressuposta pelo cientista: em vez de a estrela externa perturbar o sistema, o próprio envelhecimento do Sol pode desencadear esse processo. Explicando a mudança nos resultados, Batygin enfatizou que considerar a perda de massa como uma série de eventos discretos, em vez de um processo contínuo, muda radicalmente as previsões sobre o destino dos planetas. A descoberta também pode influenciar o estudo de outros sistemas planetários. Segundo o pesquisador, cerca de 97% das estrelas terminam sua vida da maneira prevista para o Sol. Se a perda de massa não uniforme também ocorrer nesses sistemas, a morte estelar pode transformar profundamente as órbitas dos planetas ao seu redor.