Um novo estudo conduzido por astrônomos da KU Leuven (Bélgica) e do CEA Paris-Saclay (Departamento de Astrofísica CEA-Irfu/UMR AIM) mostra que a resposta é mais incerta do que se pensava anteriormente. Usando os mais recentes modelos de evolução estelar e interações de maré, a equipe descobriu que a Terra tem grandes chances de sobreviver às duas fases gigantes do Sol, mas apenas se ele perder massa suficientemente rápido durante as últimas etapas de sua evolução.
Evolução esquemática do Sol durante suas fases evoluídas.
A imagem mostra o Sol como ele é hoje, passando por suas duas fases gigantes, antes de terminar sua vida como uma anã branca. O estudo mostrou que Mercúrio e Vênus serão engolidos pelo Sol em expansão, mas que a Terra e Marte sobreviverão e se encontrarão em uma órbita mais distante. Os tamanhos e as distâncias não estão em escala.
crédito @KU Leuven
Uma sutil competição
À medida que o Sol evolui para se tornar uma gigante vermelha, dois processos contraditórios determinarão o destino da Terra:
- Por um lado, o Sol se expandirá consideravelmente, aumentando as forças de maré gravitacionais que tendem a atrair a Terra em sua direção.
- Por outro lado, o Sol perderá grande parte de sua massa na forma de vento estelar. À medida que o Sol se torna mais leve, a órbita da Terra se afasta progressivamente dele.
Estudos anteriores frequentemente concluíam que a Terra acabaria sendo engolida pelo Sol. No entanto, muitos desses estudos se baseavam em descrições simplificadas das interações de maré no interior das estrelas gigantes.
Esta figura representa a evolução orbital da Terra durante as fases de vida do Sol (a unidade utilizada é a unidade astronômica representando a distância atual Sol-Terra).
A curva azul representa a evolução do raio do Sol ao longo do tempo (representado relativamente ao fim da vida do Sol). Identificam-se duas fases de forte expansão do Sol durante a fase dita de gigante vermelha e a fase dita de AGB. As curvas laranja e verde representam respectivamente os cálculos usando a modelagem mais avançada da dissipação das ondas de maré geradas pela Terra no Sol (em laranja) e aquela comumente utilizada (em verde).
No primeiro caso, a Terra se afasta do Sol e tem chance de sobreviver.
Um olhar sobre o Sol do futuro
Este novo estudo baseia-se em cálculos de ponta sobre a dissipação das marés no Sol ao longo de sua evolução, levando em conta a estrutura e a dinâmica internas das estrelas evoluídas. Esses modelos foram desenvolvidos pela equipe de pesquisa no âmbito de trabalhos anteriores e se baseiam em cálculos físicos realistas, em vez de aproximações simplificadas.
Usando esses métodos atualizados, os pesquisadores descobriram que as interações de maré entre a Terra e o Sol ao longo de sua evolução são mais fracas do que se supunha anteriormente. Consequentemente, a Terra permanece mais distante do Sol durante as fases gigantes, o que aumenta consideravelmente suas chances de sobrevivência.
Nas simulações, Mercúrio e Vênus são inevitavelmente engolidos pelo Sol em expansão. A Terra, por outro lado, sobrevive às duas fases gigantes e se encontra em uma órbita mais distante ao redor da anã branca que o Sol acabará se tornando.
Uma incerteza importante: a perda de massa estelar
Apesar desse resultado encorajador, ainda existem incertezas. Os pesquisadores descobriram que o resultado final depende da velocidade com que o Sol perderá massa durante sua última fase de evolução. Infelizmente, essas taxas de perda de massa continuam sendo um aspecto mal compreendido da evolução estelar.
Para estudar essa incerteza, a equipe recorreu a L2 Puppis, uma estrela evoluída próxima, frequentemente considerada uma prévia do futuro do Sol. Com base nessa estimativa das observações, a Terra se afastará o suficiente para sobreviver.
Saiba mais sobre o futuro do sistema Sol-Terra observando estrelas distantes
Este estudo destaca como a observação de estrelas evoluídas pode fornecer pistas sobre o futuro distante do nosso próprio sistema solar. Futuros observatórios terrestres e missões espaciais como PLATO permitirão descobrir muitos outros planetas orbitando estrelas do tipo solar evoluídas e gigantes, dando aos astrônomos a oportunidade de testar modelos de sobrevivência planetária em escala populacional.
Mesmo que a vida na Terra se torne impossível muito antes de o Sol atingir suas fases gigantes, o planeta em si pode perdurar. Quer a Terra sobreviva ou não a longo prazo, a resposta está na compreensão dos mecanismos físicos complexos relacionados ao envelhecimento das estrelas, um problema que os astrônomos estão apenas começando a desvendar.