(Imagem: © Vadim Sadovski / Shutterstock)
Muitos planetas podem existir por muito, muito tempo, mas não podem durar para sempre. Estrelas famintas e vizinhos planetários violentos podem destruir completamente um mundo, enquanto impactos e vulcanismo excessivo podem tornar um mundo habitável estéril ao remover o planeta de suas águas. Também existem muitas maneiras teóricas que podem significar o fim de um planeta, mas não têm, até onde sabemos.
"Os planetas morrem o tempo todo em nosso bairro galáctico", escreveu Sean Raymond, modelador planetário do Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, em Bordeaux, na França. série de blogs sobre como os planetas morrem. Raymond investigou inúmeras maneiras pelas quais os planetas podem atingir seu fim. Embora nem todos os planetas morram, a maioria acaba chegando ao necrotério planetário.
Catástrofe climática
O ciclo climático da Terra desempenha um papel importante para garantir que o planeta não seja quente nem frio demais para sustentar a vida. Mas não é preciso muito para que o clima em um mundo rochoso como a Terra seja jogado fora do controle, desencadeando eventos que levam a um planeta incrivelmente quente ou a um mundo de bolas de neve.
Na Terra, a temperatura é regulada pela quantidade de dióxido de carbono na atmosfera. Dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa na atmosfera (como água, metano e óxido nitroso) atuam como um cobertor, mantendo o planeta quente, diminuindo a quantidade de radiação do sol que volta para o espaço. Quando o dióxido de carbono se acumula na atmosfera, aquece a superfície do planeta, fazendo chover mais. A chuva remove então parte do dióxido de carbono da atmosfera e o deposita nas rochas carbonáticas do fundo do mar, e o planeta começa a esfriar.
Se o dióxido de carbono se acumular na atmosfera mais rapidamente do que pode ser reabsorvido nas rochas, por causa de algo como o aumento da atividade vulcânica, por exemplo, ele pode desencadear um efeito estufa descontrolado. As temperaturas podem subir acima do ponto de ebulição da água, o que pode ser um problema para sustentar a vida, visto que toda a vida como a conhecemos requer água. O aumento da temperatura também pode permitir que a atmosfera escape para o espaço, removendo o escudo protetor que desvia a radiação do sol do planeta e de outras estrelas.
"O aquecimento das estufas é um fato da vida para uma atmosfera e é desejável até certo ponto", escreveu Raymond. "Mas as coisas podem ficar fora de controle."
O calor não é a única maneira de o clima se tornar mortal. Quando um planeta fica frio o suficiente, esse corpo se transforma em um mundo bola de neve, um objeto rochoso coberto de gelo. Gelo e neve são brilhantes e refletem muito do calor de uma estrela de volta ao espaço, fazendo com que o mundo esfrie ainda mais. Em um mundo com vulcões de superfície, as erupções podem despejar dióxido de carbono e outros gases de volta na atmosfera, aquecendo o mundo de volta. Mas se as condições da bola de neve ocorrerem em um planeta que carece de placas tectônicas - e, portanto, vulcões - o mundo pode ficar permanentemente bloqueado em um estado de bola de neve.
Segundo Raymond, todos os planetas com potencial de vida correm o risco de catástrofe climática, que pode tornar um planeta inabitável, mas não destruí-lo completamente.
Lava ou vida
O puxão dos mundos vizinhos pode puxar a órbita de um planeta, o que pressiona o interior do planeta e aumenta o calor da camada intermediária da Terra, o manto. Esse calor deve encontrar uma maneira de escapar, e o método mais típico é através de um vulcão.
A atividade vulcânica pode afetar significativamente o ambiente de um planeta. De acordo com Corporação Universitária de Pesquisa Atmosférica, as partículas de gás e poeira lançadas na atmosfera por um vulcão podem afetar a atmosfera de um planeta, resfriando o planeta e protegendo-o da radiação recebida. Em 1815, a erupção de Monte Tambora, a maior erupção registrada na história da Terra, jogou tantas cinzas que reduziu as temperaturas globais, tornando 1816 o chamado "ano sem verão".
Os vulcões também podem causar o efeito oposto - aquecimento global - ao liberar gases de efeito estufa na atmosfera. Erupções vulcânicas grandes e frequentes podem desencadear um efeito estufa descontrolado que transformaria um mundo habitável como a Terra em algo mais como Vênus.
Não precisamos procurar muito o exemplo da vida real de um mundo vulcânico. Lua de Júpiter Io é o corpo mais vulcanicamente ativo do sistema solar, com centenas de vulcões em erupção contínua. Se a Terra fosse puxada tanto quanto Io pela força gravitacional de Júpiter, a Terra teria 10 vezes mais atividade vulcânica que Io, segundo Raymond.
Calamidade do cometa
Asteróides rochosos e cometas gelados são "migalhas" planetárias que podem causar problemas significativos aos mundos vizinhos, especialmente quando são atingidos por gigantes de gelo e gás.
À medida que os planetas se estabelecem em suas órbitas finais, seus rebocadores gravitacionais podem mover asteróides e cometas. Alguns podem ser empurrados para os arredores do sistema planetário, enquanto outros são arremessados para dentro, eventualmente colidindo com mundos rochosos, onde a vida pode estar tentando evoluir.
Em nosso sistema solar externo, os movimentos finais de Netuno, quando se estabeleceram em sua órbita permanente, empurraram vários cometas para dentro, passando-os de planeta em planeta até chegarem a Júpiter. Júpiter jogou alguns desses corpos gelados para fora, mas outros foram lançados para dentro da Terra durante um período conhecido como Bombardeio pesado tardio.
Hoje, a Terra está constantemente acumulando cerca de 100 toneladas (90 toneladas) de material interplanetário todos os dias na forma de poeira. Objetos com mais de 100 metros de altura caem na superfície apenas uma vez a cada 10.000 anos, enquanto corpos com mais de 1/2 de milha (1 km) caem apenas uma vez a cada 100.000 anos, de acordo com a NASA. Centro de Estudos sobre Objetos Próximo à Terra.
Quando planetas gigantes lançam essas migalhas destrutivas em direção ao sol, as colisões aumentam e os impactos acontecem com mais frequência. Objetos de tamanho médio podem jogar poeira e detritos na atmosfera, o que pode interferir nos processos atmosféricos. Impactos gigantes podem causar efeitos ainda mais terríveis, não apenas por causa da devastação no marco zero, mas também porque eles podem jogar detritos suficientes para causar uma impacto inverno, jogando o planeta em uma mini era glacial. Com impactos suficientes disparados seguidos, os efeitos climáticos poderiam se acumular até que, eventualmente, tornassem o mundo inabitável.
Com base nas observações das sobras planetárias encontradas em torno de outras estrelas, Raymond calculou que cerca de 1 bilhão de planetas semelhantes à Terra na galáxia acabarão sendo destruídos por um bombardeio de asteróides.
Um mau irmão mais velho
Como o objeto mais maciço do sistema solar depois do sol, Júpiter age como um irmão mais velho protetor, protegendo os planetas rochosos menores de detritos, e gigantes de outros mundos provavelmente desempenham o mesmo papel. Mas se um gigante de gás como Júpiter se tornasse instável, poderia ter um efeito devastador nos mundos menores ao seu redor.
Depois que as estrelas se formam, o disco de material restante dá origem a planetas. Rebocadores gravitacionais do gás e poeira do disco exercem uma força sobre os planetas e podem manter os gigantes de gás alinhados nos primeiros milhões de anos. Uma vez que se foi, no entanto, os planetas podem mudar de órbita mais facilmente. Como os planetas gigantes são muito menores que seus irmãos rochosos, seus impulsos gravitacionais podem fazer uma diferença significativa na mudança de órbita de planetas menores. Mas os grandes mundos não são imunes; dois planetas gigantes podem puxar um para o outro e podem até passar extremamente próximos um do outro. Segundo Raymond, esses gigantes raramente colidem, proporcionando chutes gravitacionais entre si. Eventualmente, alguns mundos podem ser expulso de órbita completamente e se tornar consignado a flutuar no espaço desapegado de qualquer estrela.
Raymond calculou que cerca de 5 bilhões de mundos rochosos foram destruídos por gigantes do gás. A maior parte da destruição provavelmente aconteceu logo após a formação dos planetas. No entanto, um punhado provavelmente aconteceu mais tarde na vida do sistema, depois que a vida teve tempo para evoluir. Se apenas 1% dos gigantes gasosos se tornaram instáveis mais tarde na vida planetária, é possível que 50 milhões de sistemas planetários tenham destruído mundos habitados lançando-os em sua estrela.
Lanches estelares
Como os planetas, as estrelas podem chegar ao fim e sua transformação pode ter efeitos drásticos nos planetas que as orbitam.
Estrelas anãs vermelhas, por exemplo, pode levar mais de 100 milhões de anos para atingir o brilho a longo prazo, dez vezes mais que o sol. Os planetas que orbitam uma anã vermelha podem ficar dentro da zona habitável por alguns milhões de anos, mas à medida que a estrela fica mais brilhante, qualquer água que suporte a vida pode evaporar sob as temperaturas mais altas.
Mas os planetas que orbitam uma anã vermelha quente ainda podem sustentar a vida. "Não sabemos se esse processo seca completamente os planetas ou apenas retira algumas camadas externas do oceano", escreveu Raymond. "Se um planeta tiver água suficiente retida em seu interior (acredita-se que a Terra tenha algumas vezes sua água superficial no manto), então ele poderá suportar a perda de seus oceanos, superando posteriormente os novos. É uma interação complexa entre geologia e astronomia e o resultado é desconhecido - por enquanto ". Raymond estimou que 100 bilhões de planetas podem ter sido secos por sua anã vermelha.
Estrelas parecidas com o sol dão aos planetas habitáveis mais tempo para se agarrarem à água, dando uma chance à vida. Mas a temperatura do sol também está mudando, brilhando lentamente ao longo de bilhões de anos. Em um bilhão de anos, disse Raymond, o planeta não estará mais na zona habitável; a água não permanecerá mais líquida na superfície da Terra. Em vez disso, o planeta sofrerá um rápido efeito estufa e acabará parecendo Vênus.
Quando uma estrela parecida com o Sol atinge 10 bilhões de anos, fica sem hidrogênio e se expande para algo entre 100 e 200 vezes o tamanho atual. (Nosso sol tem 4,5 bilhões de anos, então temos algum tempo antes que isso aconteça.) No sistema solar, Vênus e Mercúrio serão engolido pela estrela, enquanto a gravidade da mudança do sol empurrará Marte e os planetas externos para mais longe. A Terra está no limite e pode sofrer um ou outro destino. Aproximadamente 4 bilhões de mundos rochosos provavelmente são consumidos por uma estrela que se ilumina lentamente.
As estrelas mais massivas explodem em supernova ardente após uma vida relativamente curta de alguns milhões de anos. Não foram encontrados planetas em torno dessas estrelas massivas, mas isso pode ser porque existem tão poucas estrelas massivas para pesquisar e ainda é difícil encontrar exoplanetas, escreveu Raymond. De qualquer maneira, quaisquer planetas ao redor dessas estrelas gigantes provavelmente serão destruídos pela morte explosiva da estrela.
Este artigo foi inspirado na série do astrônomo Sean Raymond sobre Como os planetas morrem.
Recursos adicionais:
- Saiba mais sobre a evolução planetária em Blog do PlanetPlanet de Sean Raymond.
- Leia mais sobre o "migalhas" planetárias que atingem a Terra, do Center for Near Earth Objects.
- Saiba mais sobre as diferenças entre diferentes tipos de estrelas.
