O Sistema Solar pode chegar ao fim muito antes do que os cálculos anteriores indicavam. É o que aponta um novo estudo publicado na The Astrophysical Journal Letters (abre em nova aba) por Konstantin Batygin e Jim Fuller, astrofísicos teóricos da Caltech, e Fred Adams, da Universidade de Michigan.
A descoberta central: a morte do Sol não vai ser suave. Segundo os pesquisadores, quando o Sol envelhecer, ele não perderá massa de forma gradual e uniforme, como se supunha. Vai perdê-la em milhares de "empurrões" individuais, turbulentos e aleatórios, em que cada ejeção muda um pouco a posição do Sol e, com isso, sua força gravitacional sobre todos os planetas.
"The surprise is what happens when smoothness gives way to granularity: break the mass loss into discrete ejection events and the picture changes wholesale," disse Batygin em declaração ao ScienceAlert. Em tradução livre: a surpresa está no que acontece quando a perda suave de massa vira algo fragmentado. "O fim do Sistema Solar estava escondido dentro de um dos resultados mais reconfortantes da mecânica celeste", completou o pesquisador.
Por que isso muda tudo
Até agora, o consenso era reconfortante. Considerando a evolução do Sol e até a passagem de estrelas estrangeiras vindas do espaço, os planetas exteriores poderiam permanecer estáveis por bilhões de anos. Alguns cálculos sobre Urano sugeriam estabilidade por um quintilhão de anos, mais de 70 milhões de vezes a idade atual do Universo. Essa previsão se apoiava numa suposição: a de que o Sol, ao morrer, perderia cerca de metade de sua massa de maneira lenta e organizada, virando uma anã branca (abre em nova aba), que é o nome dado ao núcleo compacto que resta de uma estrela morta.
O novo trabalho desfaz essa tranquilidade. Se cada empurrão de massa fosse ejetado de forma simétrica, os efeitos gravitacionais poderiam se cancelar. Mas como eles são aleatórios, as pequenas alterações se acumulam. O resultado pode ser uma bagunça gravitacional de grande escala.
Como os pesquisadores chegaram a isso
Os autores encontraram evidências desses empurrões em dados do observatório orbital Gaia, da Agência Espacial Europeia, recentemente aposentado. O Gaia observou sistemas de estrelas duplas amplas que incluíam anãs brancas, e esses sistemas guardam a assinatura do tipo de perda de massa que o Sol terá no futuro.
Com essa base, os pesquisadores simularam diferentes níveis de perda de massa por empurrões num futuro Sol moribundo. Concluíram que cada empurrão pode ejetar um décimo milésimo da massa solar, o equivalente a cerca de 33 Terras, em cerca de 4.600 eventos de ejeção ao longo do processo. Cada evento muda a velocidade do Sol em aproximadamente sete metros por segundo. A comparação dos autores: um astronauta que espirra no espaço e é propelido na direção oposta.
Do conjunto de quase 700 simulações, o foco principal recaiu sobre 48 que incluíam a perda de massa mais realista nas fases finais do Sol. Os números que saíram dessas simulações mudam a previsão do fim do Sistema Solar:
- Em quase 80% dos cenários realistas, 37 de 48, os planetas exteriores começam a cruzar as órbitas uns dos outros surpreendentemente cedo, antes mesmo de o Sol terminar de perder suas camadas externas.
- No cenário mais adiantado, os planetas exteriores já estão se misturando quando o Sol perdeu apenas 10% da massa.
- Quando o Sol vira efetivamente uma anã branca, o sistema exterior termina em desordem em 40% das projeções.
- Em nove de cada dez simulações, pelo menos um planeta gigante é lançado ao espaço interestelar, segundo Batygin.
O que pode acontecer com os planetas
Os afetados diretos são os planetas gigantes do sistema exterior. Urano e Netuno podem trocar de posição e até mergulhar para dentro da órbita de Júpiter, criando um caos que a reportagem do ScienceAlert compara, no humor, a uma mistura debrincadeira infantil de "batata quente" com corrida de demolição.
Saturno tem o pior prognóstico individual. Pode ser ejetado em poucos milhões de anos, transformado de rei dos anéis em planeta órfão, vagando pelo espaço profundo até, possivelmente, ser adotado por outro sistema estelar.
E a Terra?
O estudo, conforme divulgado, concentra seus resultados nos planetas exteriores, os gigantes gasosos além de Júpiter. Não há nos dados divulgados uma projeção específica sobre desestabilização da órbita de planetas rochosos internos, como a Terra. Para o leitor apressado, a leitura honesta é: o resultado comprovado nesta pesquisa é sobre os gigantes, não sobre nós.
O horizonte de tempo também ajuda a manter o hábito de pagar contas. O Sol deve começar seu processo de morte em cerca de 6 bilhões de anos, e os cenários de desorganização se desenrolam ao longo dos bilhões de anos seguintes. Mesmo com a nova previsão sendo até 100 vezes mais rápida que a anterior, estamos falando de escalas em que o Sol ainda estará vivo e bem quando qualquer risco concreto aparecer.
O que essa pesquisa realmente entrega
Vale separar o que é fato observado, resultado de simulação e projeção:
- Fato observado: os empurrões de perda de massa foram identificados em dados reais do Gaia, em sistemas com anãs brancas. A Terra tem 4,6 bilhões de anos; o Sol tem prazo parecido pela frente, e essa parte da física vale para estrelas como a nossa.
- Resultado de simulação: a desorganização dos planetas exteriores em 80% dos cenários realistas e a ejeção de um gigante em 90% delas são projeções de modelos computacionais, não observações.
- Projeção futura: a sorte de Saturno como planeta órfão é um dos finais possíveis, não uma sentença confirmada.
Os próprios autores trabalham com probabilidades, não certezas. De quase 700 simulações, apenas 48 receberam o tratamento mais realista de perda de massa, e os percentuais citados vêm desse subconjunto. É um estudo teórico de mecânica celeste, e sua contribuição é revisar uma hipótese antiga, não anunciar um desastre com data marcada.
A história da pergunta, aliás, é antiga. A estabilidade dos planetas é, segundo os autores, a questão em torno da qual a mecânica celeste foi construída. Newton já desconfiava de que a arquitetura dos planetas exteriores pudesse se desfazer. Seis bilhões de anos depois, a resposta continua viva.
Perguntas frequentes
O Sol vai morrer em 6 bilhões de anos?
Esse é o horizonte citado no estudo para o início das fases finais do Sol, quando ele perde cerca de metade da massa antes de virar anã branca. A novidade do trabalho é sobre como essa perda acontece, não sobre antecipar a morte do Sol.
O que o estudo diz sobre Mercúrio e a Terra?
Os resultados divulgados tratam dos planetas exteriores, como Urano, Netuno e Saturno. Não há nos dados divulgados uma previsão específica de desestabilização da órbita de Mercúrio ou da Terra atribuída a este trabalho.
Qual a chance de um planeta gigante ser ejetado do Sistema Solar?
Segundo Batygin, em nove de cada dez simulações do grupo, pelo menos um planeta gigante é lançado ao espaço interestelar. Saturno é o candidato citado, com ejeção possível em poucos milhões de anos dentro dos cenários simulados.
Isso muda alguma coisa para quem está vivo hoje?
Não em termos práticos. Os cenários de desorganização começam, no melhor dos casos, quando o Sol tiver perdido pelo menos 10% da massa, algo projetado para bilhões de anos no futuro. O valor do estudo é científico: ele corrige uma previsão sobre o destino do Sistema Solar em escalas cósmicas.