Poderá a estrela Gliese 581 ter planetas habitáveis?

Um estudo apresentado por um grupo de investigadores na revista Astronomy & Astrophysics revela que a força das mares criada pela interacção entre um planeta extra-solar e a sua estrela pode tornar a vida nesse planeta insustentável, mesmo que o planeta se situe na zona habitável. Tudo depende do tamanho da estrela e da localização da zona habitável.

A figura seguinte mostra os quatro planetas mais interiores do sistema estelar de Gliese 581, com maior destaque para Gliese 581g (Crédito: Lynette Cook/NASA).

Num sistema estelar a zona habitável é uma faixa circular em torno de uma estrela, em que é possível existir água no estão líquido. Para muitos investigadores o desenvolvimento de vida num planeta só é possível se esse planeta tiver água no estado líquido (ou seja, se estiver na zona habitável).

O estudo foca-se no sistema planetário de Gliese 581, uma estrela anã vermelha com um terço da massa do Sol, situada na constelação de Libra (Balança). Até agora são conhecidos seis planetas extra-solares que orbitam Gliese 581, identificados como Gliese 581b a Gliese 581g. A figura seguinte apresenta uma resumo sobre o Sistema Estelar de Gliese 581.


Gliese 581d e Gliese 581g, dois dos planetas que orbitam a estrela Gliese 581, situam-se na zona habitável. Estes planetas eram considerados até agora fortes candidatos a conter vida. Mas os resultados do estudo, baseados na aplicação de modelos matemáticos, parecem indiciar que o efeito da força de maré gerada pela acção estrela Gliese 581 sobre estes planetas os torna inabitáveis.

Todas as estrelas exercem uma força gravitacional sobre os planetas que as orbitam. A acção desta força sobre um planeta gera neste uma força de maré, cujo efeito é tanto maior quanto mais perto um planeta se encontra.

Segundo o estudo apresentado pela Astronomy & Astrophysics, a força de maré a proximidade da estrela Gliese 581 aos dois planetas da zona habitável, Gliese 581d e Gliese 581g, gera uma força de maré de efeitos mortais.

A figura seguinte faz uma comparação entre o Sistema Planetário de Gliese 581 (em cima) e o Sistema Solar (em baixo). Todos os planetas conhecidos que orbitam em torno da estrela Gliese 581 situam-se a uma distância dessa estrela bem inferior à distância da Terra ao Sol (Crédito: National Science Foundation/Zina Deretsky).

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Uma das consequências da acção das forças de maré sobre exercida sobre Gliese 581d e Gliese 581g é que em sensivelmente 1 milhão de anos (um piscar de olhos em termos astronómicos) o eixo de rotação do planeta torna-se perpendicular à sua trajectória. A figura seguinte compara a inclinação do eixo de rotação (inclinação axial) de Mercúrio e da Terra, planetas do sistema solar.

Um planeta com um eixo de rotação perpendicular à sua trajectória não apresenta estações do ano. As temperaturas nos pólos são muito mais baixas e as temperaturas nos pólos são muito mais altas do que se o eixo de rotação fosse “inclinado”. A grande diferença de temperatura entre pólos e equador gera fortes ventos e grandes tempestades.

A força da maré também pode promover a sincronização entre o período de rotação e o período de translação. Ou seja o dia e o ano passam a ter a mesma duração. Isto já acontece na Lua: da superfície da Terra vemos sempre a mesma face da Lua, independentemente do dia do ano. Quando tal acontece apenas metade do planeta recebe luz directa da estrela. Em metade do planeta é sempre de dia (e as temperaturas são sempre muito altas) e na outra metade é sempre de noite (e as temperaturas são sempre muito baixas).

A acção da força da maré nos planetas Gliese 581d e Gliese 581g pode manifestar-se de uma terceira forma, porque a estrela Gliese 581 possui um planeta com uma órbita bem mais exterior. O planeta mais afastado desta estrela chama-se Gliese 581f.

A força da maré gerada pela estrela Gliese 581 deforma os planetas, tornando-os mais alongados. É possível que o planeta Gliese 581f contribua para que a deformação, e, como tal, a forma dos planetas mais interiores varie com o tempo.

A variação da forma dos planetas Gliese 581d e Gliese 581g provoca uma forte fricção entre as rochas que compõem a crosta. Esta fricção gera calor interno, no interior do planeta, chamado tidal heating (que em português pode ser traduzido como “aquecimento de maré”).O tidal heating pode gerar uma forte actividade vulcânica.

Notas:

(1) A força da maré não resulta apenas da força gravitacional exercida por uma estrela sobre o planeta que o orbita. Na verdade a expressão força de maré toma o seu nome do fenómeno das marés, que é provocado pela força das marés que resulta da interacção da Terra com a Lua. Neste caso a força de marés resulta da acção da força gravitacional da Lua sobre a Terra.

(2) O caso mais conhecido de tidal heating é Io, uma lua (satélite natural) de Júpiter. A deformação variável de Io é promovida por Europa, outra lua de Júpiter. A orbita de Io está em ressonância com a órbita de Europa (por cada “volta” de Europa em torno de Júpiter, Io faz duas “voltas”) e por isso tem uma forte actividade vulcânica.

Na figura em cima pode-se ver duas imagens de Io, a infravermelho (à esquerda) mostrando os locais com vulcões activos (pontos vermelhos no fundo azul) e a luz visível (à direita) mostrando um géiser (no centro à esquerda).Crédito:NASA.

Este site fornece informações sobre a actividade vulcânica em Io e este site (em inglês) explica o fenómeno de tidal heating.