Quais mundos sobreviverão quando o sol morrer?
Quando nosso Sol ficar sem combustível, ele se tornará uma gigante vermelha, seguida por uma nebulosa planetária com uma anã branca no centro. A nebulosa do Olho de Gato é um exemplo visualmente espetacular desse destino potencial, com a forma intrincada, em camadas e assimétrica desta em particular sugerindo uma companheira binária. (NASA, ESA, HEIC E HUBBLE HERITAGE TEAM (STSCI/AURA); AGRADECIMENTOS: R. CORRADI (ISAAC NEWTON GROUP OF TELESCOPES, SPAIN) E Z. TSVETANOV (NASA))
Para os fãs de Plutão, outro triste estado de coisas: seu mundo favorito não sobreviverá.
Nada na Terra dura para sempre, e essa é uma verdade que se estende até a todos os objetos que podemos ver em nosso céu. O Sol, doador de luz e calor para todos os mundos do nosso Sistema Solar, brilha no tempo emprestado. Atualmente fundindo hidrogênio em hélio em seu núcleo, o Sol obtém sua energia convertendo pequenas quantidades de massa em energia pura – via Einstein E = mc² — com cada reação nuclear que ocorre.
Isso não pode durar para sempre, pois o combustível do núcleo é finito. O Sol já perdeu o equivalente à massa de Saturno por meio desse processo e, em 5 a 7 bilhões de anos, ficará totalmente sem seu combustível central. Depois de se tornar uma gigante vermelha, ela acabará explodindo suas camadas externas, criando uma nebulosa planetária, com seu núcleo se contraindo em uma anã branca. Será uma visão linda e espetacular para um forasteiro. Mas dentro do nosso Sistema Solar, isso levará à catástrofe em todos os lugares.
O Sol, hoje, é muito pequeno comparado aos gigantes, mas crescerá até o tamanho de Arcturus em sua fase de gigante vermelha, cerca de 250 vezes seu tamanho atual. Uma supergigante monstruosa como Antares estará para sempre fora do alcance do nosso Sol. (AUTOR SAKURAMBO DA WIKIPÉDIA EM INGLÊS)
A primeira coisa a saber sobre uma gigante vermelha é que ela é enorme. Pensamos em nosso Sol como grande: cerca de 1,4 milhão de quilômetros de diâmetro e pesando 300.000 vezes a massa de nossa Terra, mas esse tamanho não é nada comparado a uma gigante vermelha. Com a mesma massa, nosso Sol crescerá mais de 100 vezes seu tamanho atual, envolvendo tanto Mercúrio quanto Vênus. A Terra provavelmente será empurrada para fora à medida que o Sol se expande e perde massa e, embora possa ser engolido, os cientistas estão divididos sobre a possibilidade de sobreviver ou não.
A Terra, se os cálculos estiverem corretos, não deveria ser engolida pelo Sol quando ele se tornar uma gigante vermelha. Deve, no entanto, tornar-se muito, muito quente e sofrerá mudanças catastróficas. (USUÁRIO DO WIKIMEDIA COMMONS FSGREGS)
Se isso acontecer, porém, tanto a Terra quanto Marte se tornarão mundos estéreis e carbonizados. Os oceanos e atmosferas desses planetas ferverão e serão despojados, e nos tornaremos mundos sem ar e assando exatamente como Mercúrio é hoje. Esses efeitos se estenderão muito além dos mundos rochosos internos do Sistema Solar.
Veja bem, as gigantes vermelhas não são apenas grandes, elas ainda estão muitos milhares de graus, enquanto brilham milhares de vezes mais luminosas do que o nosso Sol hoje. Grande parte do material ejetado - entre um terço e metade da massa do Sol - chegará a temperaturas extremas nas porções externas do nosso Sistema Solar. Os asteróides derreterão, perdendo todos os seus componentes voláteis, deixando apenas seus núcleos rochosos para trás.
Os asteróides contêm algumas quantidades de compostos voláteis e muitas vezes podem desenvolver caudas quando se aproximam do Sol. Com o tempo, à medida que o Sol se transforma em uma gigante vermelha, esses asteróides derreterão, perdendo todos os seus voláteis e tornando-se pilhas de escombros ou meras rochas únicas, muito menores em tamanho do que agora em ambos os casos. (ESTA- SCIENCEOFFICE.ORG )
Mas os mundos gigantes de gás são suficientemente grandes para continuar a manter seus envelopes de gás, talvez destinados a crescer à medida que o Sol entra nessa fase. Os planetas que encontramos em torno de estrelas gigantes vermelhas hoje, por exemplo, são todos gigantes gasosos e são muito maiores do que Júpiter. Isso pode ser um efeito de seleção – o que significa que vemos esses mundos porque eles são o tipo mais fácil de ver – mas também pode ser algo que inevitavelmente ocorrerá.
À medida que grandes quantidades de massa deixam o Sol, eles encontrarão esses mundos gigantes, todos com grandes campos gravitacionais. Grande parte da matéria que encontra essas atmosferas fará um splat cósmico, fazendo com que o tamanho e as massas desses mundos aumentem. Quando tudo estiver dito e feito, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno podem ser maiores e mais massivos do que são hoje.
Enquanto uma inspeção visual mostra uma grande lacuna entre os mundos do tamanho da Terra e do tamanho de Netuno, a transformação do Sol em uma gigante vermelha aumentará essa disparidade. A Terra e Marte perderão suas atmosferas e potencialmente até partes de suas superfícies, enquanto os gigantes gasosos crescerão, acumulando cada vez mais matéria à medida que o Sol expele suas camadas externas. (INSTITUTO LUNAR E PLANETÁRIO)
Mas o Sol será tão quente e tão brilhante que grande parte do Sistema Solar exterior será absolutamente destruído. Cada um dos gigantes gasosos tem um sistema de anéis; embora o de Saturno seja o mais famoso, todos os quatro têm anéis. Esses anéis são feitos principalmente de vários tipos de gelo, como gelo de água, gelo de metano e dióxido de carbono. Com as energias extremas emitidas pelo Sol, não apenas esses gelos derreterão/ferverão, mas as moléculas individuais serão tão energéticas que serão ejetadas do Sistema Solar.
Os anéis de Netuno, tirados com a câmera grande angular da Voyager 2 e superexpostos. Você pode ver como os anéis são contínuos nesta foto. Os anéis de Netuno, como os anéis de todos os gigantes gasosos, são feitos de compostos voláteis e gelados, e irão derreter/ferver/sublimar quando o Sol se tornar uma gigante vermelha. (NASA/JPL)
Idem para luas ricas em água ao redor desses mundos. A superfície congelada de Europa com gelo de água abaixo dela ferverá completamente. Mesmo negócio para Enceladus, que deve ver o mundo inteiro, exceto o núcleo de rocha e metal, evaporar. Praticamente todas as luas ao redor de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno verão uma redução significativa em tamanho, à medida que suas atmosferas evaporam, suas camadas externas derretem e desaparecem, e apenas os núcleos de rocha e metal desses mundos satélites permanecem. Algumas luas, se feitas completamente de voláteis, podem acabar completamente extintas.
Encélado é uma lua de Saturno composta quase inteiramente de gelo de água. As plumas em erupção sugerem um grande oceano subsuperficial, mas o aumento da luminosidade do Sol vai ferver tudo, deixando apenas um núcleo estéril remanescente. (NASA / MISSÃO CASSINI-HUYGENS / SUBSISTEMA DE CIÊNCIAS DE IMAGEM)
Mesmo os maiores e mais conhecidos objetos do cinturão de Kuiper não estão imunes a esse problema. Mesmo em suas enormes distâncias, mundos como Tritão, Éris e Plutão receberão mais de quatro vezes a energia em sua superfície que a Terra recebe hoje. Suas atmosferas e superfícies, atualmente carregadas com vários tipos de gelo e provavelmente oceanos subterrâneos, também evaporarão completamente. Quando o Sol se tornar uma gigante vermelha e os mundos internos forem carbonizados e/ou engolidos pelo Sol, mundos como Plutão não se tornarão planetas ou potencialmente habitáveis; eles vão fritar. Eles se tornarão um núcleo estéril de rock e metal, como versões em miniatura de como Mercury é hoje.
A estrutura geológica sob a superfície do Sputnik Planitia. Em Plutão, é possível que a crosta diluída esteja cobrindo um oceano de água líquida. Quando o Sol se torna uma gigante vermelha, todas as camadas externas sublimam e evaporam, deixando apenas o núcleo de metal/rocha para trás. (JAMES T. KEANE)
Por algumas dezenas ou centenas de milhões de anos, pode haver esperança de mais condições de temperatura no exterior do cinturão de Kuiper: cerca de 80 a 100 distâncias Terra-Sol. Por este breve período de tempo cósmico, objetos a essa distância receberão aproximadamente a mesma quantidade de luz solar que a Terra recebe em sua superfície. No entanto, é preciso muito mais do que a luz do sol para tornar um mundo habitável; você precisa de massa suficiente, do tamanho certo e dos ingredientes certos. A Lua e a Terra se comportam de maneira muito diferente em termos de habitabilidade, apesar de receberem quantidades praticamente idênticas de energia por metro quadrado.
As órbitas dos Sednoids conhecidos, juntamente com o proposto Planeta Nove. Mesmo com o Sol como uma gigante vermelha, o Planeta Nove – cuja existência é muito controversa para começar – não atingirá temperaturas suficientes para se tornar potencialmente habitável. Os outros mundos no cinturão de Kuiper, mesmo aqueles nas distâncias certas, são pequenos demais para serem interessantes dessa perspectiva também. (K. BATYGIN E M. E. BROWN ASTRONOM. J. 151, 22 (2016), COM MODIFICAÇÕES/ADIÇÕES DE E. SIEGEL)
No entanto, mesmo um hipotético Planeta Nove estaria longe demais para se tornar habitável, enquanto tudo na distância certa é muito pequeno para abrigar vida. O Sistema Solar se tornará uma catástrofe derretida, restando apenas os núcleos despojados de planetas, luas e outros objetos. Os gigantes gasosos podem inchar e crescer, perdendo seus anéis e muitos de seus satélites, mas todo o resto não passará de um pedaço de lixo rico em metal. Se você esperava que esses mundos exteriores congelados em nosso Sistema Solar finalmente tivessem a chance de brilhar, você terá uma grande decepção. Quando o Sol chegar ao fim de sua vida, esses mundos, como nossas esperanças de sobrevivência, verão tudo o que há de significativo neles derreter.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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