É possível ter um sistema solar sem um sol?

 A verdade inesperada e surpreendente é que somos os únicos na galáxia que tem um "sistema solar". Se houver exoplanetas orbitando uma estrela diferente do nosso Sol, o nome é "sistema planetário".

Sistemas planetários (como o nosso "sistema solar") incluem uma estrela com planetas orbitando à sua volta. Se não houver uma estrela no centro, então é um planeta nômade. Exoplanetas muito grandes tendem a ser gigantes de gás, e se um desses se torna grande demais ele vira uma estrela. Mas um grande gigante de gás nômade pode ter muitas luas, o que seria similar à pergunta feita, "É possível ter um sistema [planetário] sem uma [estrela no centro]".

Por exemplo, em nosso próprio sistema solar temos Júpiter. Se Júpiter fosse um planeta nômade ele seria muito parecido com um sistema planetário sem uma estrela, porque Júpiter tem 80 luas conhecidas.

Nós ainda não possuímos a tecnologia para ver luas orbitando exoplanetas, mas nós acreditamos que exoplanetas possuem luas porque a maioria dos planetas em nosso sistema solar as possuem.

Terra sem o Sol

É possível ter grandes planetas de gás nômades com muitas luas, o que não seria e não poderia ser tão expansivo quanto nosso sistema solar.

Então, para deixar claro, estrelas que são orbitadas por exoplanetas não são chamadas de sistemas solares. Para citar a Nasa:

"Nosso sistema solar é só um sistema planetário específico - uma estrela com planetas orbitando à sua volta. Nosso sistema planetário é o único oficialmente chamado "sistema solar", mas os astrônomos descobriram mais de 3200 outras estrelas orbitadas por planetas em nossa galáxia. E essas são só as que encontramos até agora. Há provavelmente muitos outros sistemas planetários lá fora esperando para serem descobertos…"

Pode haver grandes planetas nômades sem uma estrela para orbitar, e esses planetas podem ter suas próprias luas, mas isso não é a mesma coisa. Sistremas planetários, incluindo o sistema solar, tem todos uma estrela no centro orbitada pelos planetas.

Se o sol desaparecesse de repente, todos os planetas girariam em torno de Júpiter?

 Se o Sol desaparecesse no ar, essa seria a massa dominante, no que já foi o sistema solar.

Mas como 99% da massa do sistema acabou de desaparecer, a maioria dos planetas teria velocidade demais para ser mantida por Júpiter.

Então, acho que a maioria dos planetas se afastaria um do outro.

Somente se os alinhamentos estivessem corretos, de modo que as velocidades orbitais tivessem muito poucas diferenças, uma órbita em torno de Júpiter seria possível.

A velocidade orbital de Júpiter é de 13,07 km/s e Saturno tem a velocidade mais próxima de 9,69 km/s.

A distância entre esses dois planetas é de 646.270.000 km.

A essa distância, a velocidade de escape de Júpiter é de 0,63 km/s, o que significa que Saturno vai "decolar" e nem perceberá a gravidade de Júpiter.

Enquanto Marte está um pouco mais perto, mas não perto o suficiente para superar a grande diferença de velocidade orbital.

A velocidade de escape para Júpiter orbitando Marte é de 0,68 km/s, mas a diferença mínima de velocidade dos planetas é de 11,007 km/s.

Talvez pudesse pegar algum grande asteróide como Ceres, mas eu não teria tanta certeza.

A distância mínima entre Júpiter e Ceres é de 364.000.000 km e a diferença mínima na velocidade orbital é de 4,84 km/s.

Mas essa diferença ainda é muito maior que a velocidade de escape, que nessa distância é de 0,83 km/s.

Se Júpiter pudesse ter um efeito significativo em um planeta sem a presença do Sol, então o faria com ou sem o Sol!

Ele então destruiria a órbita do planeta e o capturaria em torno de si, ou o jogaria para fora do sistema.

Por que o Sol permanece iluminado no espaço se não há oxigênio?

 É intuitivo pensar que a luz do sol vem de algo em combustão em temperaturas extremas, mas não é o que realmente acontece.

O nosso sol é prioritariamente composto por átomos de hidrogênio, estes, por sua vez, estão muito compactados e sob uma ação tão intensa de uma grande pressão que passam por um processo físico-químico conhecido como fusão nuclear. Basicamente, as condições de temperatuea e pressão do Sol fazem com que estes átomos se fundam (daí o nome) e se transformem em átomos de hélio.

${}^2\text{H}+{}^3\text{H}\to {}^4\text{He}+n$

Porém, tal reação é exotérmica, ou seja, libera energia para acontecer, energia esta que é exaurida para o espaço em forma de luz e calor.

Se existe espaço entre os átomos, o que tem nesse espaço?

 

Entre os átomos existe os campos elétrico e magnético que eles criam e atuam sobre os átomos vizinhos. Dentro do átomo, entre o núcleo e os elétrons, também existem os campos elétrico e magnético criados pelo núcleo e que atua sobre os elétrons. No interior do núcleo, além desses dois campos, também existe o campo da força nuclear forte que mantem os núcleos unidos apesar da repulsão eletrostática. Dentro de um nêutron existe o campo da força nuclear fraca, que promove o seu decaimento radioativo. Essa força também existe no interior de outras partículas que decaem.

Podemos provar que a Terra não é plana?

Facilmente.

Mercúrio: redondo

Vênus: redondo

Marte: Redondo

Júpiter: redondo

Saturno: redondo

Urano: redondo

Netuno: redondo

Terra: plana

Isso parece lógico, ou até mesmo ligeiramente viável para você?

Então há isto:

A sombra de uma Terra claramente redonda na lua durante um eclipse.

Existem literalmente milhares de outras provas demonstráveis; aqui estão apenas três.

Até os antigos sabiam que a Terra era uma esfera. O fato de as pessoas hoje em dia acreditarem de outra forma fala muito sobre a credulidade, paranoia e sentimentos de privação das pessoas no período mais tecnologicamente avançado da história humana.

É possível haver alguma coisa fora do universo?

 Depende do que esteja sendo definido como Universo. Se for o conjunto de tudo o que existe, então não há nada fora dele. Se for definido como tudo o que existe e esteja conectado, então pode haver algo desconectado fora. Mas isso não se tem como verificar, uma vez que não há nenhuma comunicação entre o que esteja fora e o que esteja dentro deste Universo, assim definido. Podem haver infinitos outros Universos. Esse conjunto de Universos é o que se denomina "Multiverso". Todavia, apesar de, teoricamente, isso ser possível, não há indício nenhum de que, de fato, exista.

Um sistema estelar pode existir fora de uma galáxia?

Veja, as estrelas podem ser lançadas para fora das suas galáxias nativas nas quais foram formadas quando duas galáxias colidem. Mais precisamente: nas interações entre três ou mais estrelas ao mesmo tempo e não necessariamente durante colisões de galáxias. Mais frequentemente, isso acontece em densos aglomerados de estrelas massivas.

É assim que estrelas rebeldes são formadas.

Estrelas rebeldes não têm lar, não estão gravitacionalmente ligadas a nenhuma galáxia e existem no espaço inter-galáctico. Elas geralmente viajam muito rápido (elas têm que viajar se forem ejetadas de sua galáxia original) e muito raramente você pode realmente vê-las já que as galáxias as ofuscam. Imagine isso como olhar para uma lanterna ao lado de um carro à noite. Você pode ver claramente a lanterna de longe. Agora ligue o farol alto do carro. Você não verá mais a lanterna (a estrela seria muito menos visível do que a lanterna nesta analogia).

As galáxias superam as estrelas, pois a galáxia é composta por bilhões de estrelas, então a sua luminescência combinada simplesmente supera qualquer estrela rebelde que você possa ver. Essas estrelas errantes teriam que ser extremamente brilhantes, no entanto, sabemos que existem, pois detectamos algumas entrando na nossa galáxia ou voando perto dela.

Mas isso fez-me pensar ... uma estrela rebelde poderia ter planetas? Essencialmente, tornando-a num sistema solar. Inicialmente, pensei, sem hipótese, as forças que expulsaram a estrela da sua galáxia teriam jogado os planetas numa direção completamente diferente, tornando-os planetas rebeldes.

Os sistemas solares exigem estabilidade, qualquer força externa pode perturbá-los, então você pode imaginar quando outra galáxia com bilhões de estrelas se aproxima ... caos ...

No entanto, embora sistemas solares invasores expulsos por galáxias sejam muito raros, e se um sistema solar se formar a partir de uma estrela expulsa que se transforma em supernova?

Ou o que aconteceria se uma estrela rebelde capturar um planeta rebelde ou um planeta normal num dos seus voos?

As chances são astronomicamente pequenas, mas, teoricamente, isso poderia acontecer. O problema é que, uma vez que não podemos ver estrelas rebeldes facilmente, ver planetas ao redor dessas estrelas seria um milhão de vezes mais difícil ...

Eles poderiam existir, mas ainda não vimos nenhum.

Se a gravidade da lua pode puxar a água do mar formando as marés, por que ela não nos puxa também?

 Isso tem a ver com a força que a Lua e a Terra exercem sobre nós.

A Lua exerce uma força sobre a Terra que se chama força de maré. Essa força faz com que a água do mar se mova um pouco na direção da Lua, formando as marés.

Mas essa força de maré é muito fraca e depende da distância. A Lua está longe da Terra, então a força que ela exerce é bem menor do que a força que a Terra exerce.

Nós estamos muito perto da Terra, então a força que a Terra exerce sobre nós é muito forte. Essa força é chamada de força gravitacional e é ela que nos mantém no chão.

Então, a força gravitacional da Terra é muito maior do que a força de maré da Lua. Por isso, a Lua não nos puxa como puxa a água do mar.

Se acabássemos de encontrar um planeta a 1 ano-luz de distância e com humanos nele, quanto tempo levaríamos para alcançá-los com nossa tecnologia atual?

 Os propulsores não são tão rápidos quanto aproveitam a atração gravitacional.

A sonda Parker em sua aproximação ao Sol atingiu 163Km/s. Essa velocidade é 1.840 vezes menor que a velocidade da luz, ou seja, levaríamos 1.840 anos para chegar lá.

Suponha que alguém empreenda esta incrível façanha, 100 anos após a partida deste navio, ele seria ultrapassado por outro que partiu mais tarde, mas era mais rápido. Isso aconteceria várias vezes durante a viagem, a ponto de quando o mais rápido chegasse, curiosamente, já estariam lá os primeiros humanos que chegaram há 2.000 anos com uma nave que usava um motor de dobra.

Descobriríamos que os habitantes deste planeta somos nós humanos.

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Hipoteticamente, o planeta Terra poderia orbitar Júpiter?

 Hipoteticamente um corpo celeste com a mesma massa da Terra poderia sim orbitar Júpiter.

Jupiter possui 318 vezes a massa da Terra.

Enquanto a Terra possui 81 vezes a massa da Lua.

Já o planetoide Plutão possui somente 8 vezes a massa de seu maior satélite, Caronte.

Mas, um satélite com a mesma massa do nosso planeta orbitando Júpiter teria uma natureza bem diferente da Terra.

Assim como Júpiter, por ter se formado bem mais distante do Sol, o enorme satélite teria uma grande proporção de elementos voláteis e, portanto, embora com a mesma massa da Terra, ele seria bem mais volumoso e provavelmente com uma super densa e profunda atmosfera e sem superfície sólida.

Para trás e além: desvendando o mistério das órbitas excêntricas dos exoplanetas

 A estranha órbita alongada e retrógrada de um exoplaneta contém pistas sobre a história da formação e as trajetórias futuras dos Júpiteres quentes. 

Um exoplaneta recém-descoberto exibe a órbita mais excêntrica observada até o momento, completa com um caminho orbital inverso ao redor de sua estrela. Insights deste estudo liderado pela Penn State podem avançar nossa compreensão de como Júpiteres quentes se formam e evoluem. Crédito: SciTechDaily.com

Astrônomos identificaram um exoplaneta com a órbita mais excêntrica conhecida, caracterizada por seu formato de pepino e movimento para trás em torno de sua estrela. Esta descoberta oferece insights sobre a formação e evolução de Júpiteres quentes. Instrumentos importantes como o NEID e o TESS foram essenciais na observação deste exoplaneta, o que pode ajudar a entender a migração desses planetas gigantes de gás.

Descoberta de um exoplaneta único

Pesquisadores descobriram um planeta que tem a órbita mais oblonga já encontrada entre planetas em trânsito. O circuito extremo do exoplaneta — que parece mais um pepino do que um círculo — segue uma das órbitas mais drasticamente esticadas de todos os exoplanetas conhecidos, planetas que orbitam estrelas fora do nosso sistema solar. Ele também orbita sua estrela para trás, dando uma visão do mistério de como planetas gasosos massivos próximos, conhecidos como Júpiteres quentes, se formam, se estabilizam e evoluem ao longo do tempo.

A pesquisa, liderada por cientistas da Penn State, foi publicada em 17 de julho na revista Nature.

“Nós pegamos esse planeta massivo fazendo uma curva fechada e fechada durante sua passagem próxima à sua estrela”, disse Suvrath Mahadevan, o Professor Verne M. Willaman de Astronomia na Penn State e autor do artigo. “Planetas em trânsito tão excêntricos são incrivelmente raros — e é realmente incrível que tenhamos conseguido descobrir o mais excêntrico deles.”

Uma equipe de astrônomos liderada por cientistas da Penn State descobriu um planeta que tem a órbita mais oblonga já encontrada entre planetas em trânsito. O circuito extremo do exoplaneta — que parece mais um pepino do que um círculo — segue uma das órbitas mais drasticamente estendidas de todos os exoplanetas conhecidos, planetas que orbitam estrelas fora do nosso sistema solar. O planeta, , chamado TIC 241249530, também está orbitando sua estrela para trás, dando uma visão sobre o mistério de como planetas gasosos massivos próximos, conhecidos como Júpiteres quentes, se formam, se estabilizam e evoluem ao longo do tempo. Crédito: Abigail Minnich/Penn State

Insights da excentricidade orbital

Mahadevan explicou que o termo “excêntrico” se refere ao formato da órbita de um planeta, que é medida em uma escala de zero a um, sendo zero uma órbita perfeitamente circular. Este exoplaneta, chamado TIC 241249530, tem uma excentricidade orbital de 0,94, tornando-o mais excêntrico do que a órbita de qualquer outro exoplaneta em trânsito já encontrado.

Para efeito de comparação, a órbita altamente elíptica de Plutão ao redor do sol tem uma excentricidade de 0,25; a excentricidade da Terra é 0,02. Uma órbita tão extrema, Mahadevan explicou, faria com que as temperaturas no planeta variassem entre as de um dia de verão no ponto mais distante de sua órbita e as extremamente quentes em sua aproximação mais próxima.

Para adicionar à natureza incomum da órbita do exoplaneta, a equipe também descobriu que ele está orbitando para trás, ou seja, em uma direção oposta à rotação de sua estrela hospedeira. Isso não é algo que os astrônomos veem na maioria dos outros exoplanetas, nem em nosso próprio sistema solar, e ajuda a informar a interpretação da equipe sobre a história da formação do exoplaneta.

Desvendando a formação de Júpiter quente

“Embora não possamos exatamente apertar o botão de retroceder e assistir ao processo de migração planetária em tempo real, este exoplaneta serve como uma espécie de instantâneo do processo de migração”, disse Arvind Gupta, pesquisador de pós-doutorado do NOIRLab e autor principal do artigo, que conduziu a pesquisa como aluno de doutorado na Penn State, em um comunicado do NOIRLab. “Planetas como este são difíceis de encontrar e esperamos que isso possa nos ajudar a desvendar a história da formação de Júpiter quente .”

Atualmente, há mais de 5.600 exoplanetas confirmados em pouco mais de 4.000 sistemas estelares. Dentro dessa população, cerca de 300 a 500 exoplanetas se enquadram na curiosa classe conhecida como Júpiteres quentes — grandes exoplanetas semelhantes a Júpiter que orbitam muito perto de sua estrela, muito mais perto do que Mercúrio está do nosso sol.

Como os Júpiteres quentes acabam em órbitas tão próximas é um mistério, mas os astrônomos suspeitam que eles começam em órbitas distantes de sua estrela e então migram para dentro ao longo do tempo. Os estágios iniciais desse processo raramente foram observados, mas com essa nova análise de um exoplaneta com uma órbita incomum, os astrônomos estão um passo mais perto de desvendar o mistério do Júpiter quente.

“Os astrônomos têm procurado exoplanetas que provavelmente sejam precursores de Júpiteres quentes, ou que sejam produtos intermediários do processo de migração, por mais de duas décadas, então fiquei muito surpreso — e animado — ao encontrar um”, disse Gupta.

A descoberta e caracterização do exoplaneta foi possível por três instrumentos construídos na Penn State: o espectrógrafo NEID financiado pela NASA , o espectrógrafo Habitable Zone Planet Finder e um difusor fotométrico. Todos os três instrumentos permitem que os pesquisadores observem e analisem a luz emitida pelo exoplaneta.

O papel dos instrumentos avançados

Os pesquisadores detectaram o planeta pela primeira vez usando o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA em janeiro de 2020, que revelou uma queda no brilho de uma estrela consistente com um único planeta do tamanho de Júpiter passando na frente da estrela. Para confirmar a natureza dessas flutuações e eliminar outras possíveis causas, uma equipe de astrônomos usou dois instrumentos no Telescópio WIYN de 3,5 metros no Observatório Nacional Kitt Peak (KPNO) da National Science Foundation (NSF) dos EUA, um programa do NSF NOIRLab.

A equipe primeiro utilizou o NN-EXPLORE Exoplanet and Stellar Speckle Imager (NESSI), financiado pela NASA, em uma técnica que ajuda a "congelar" o cintilar atmosférico, o que mostrou que não havia estrelas estranhas próximas que pudessem ter confundido as medições do TESS. Então, usando os espectrógrafos HPF e NEID, a equipe observou como o espectro do TIC 241249530, ou comprimentos de onda de sua luz emitida, mudou como resultado do exoplaneta orbitando-o.

“É tão emocionante ver uma ciência tão boa saindo do NEID em apenas alguns anos de operação”, disse Andrea Lin, coautora do artigo e doutoranda na Penn State que ajudou a construir e comissionar o espectrógrafo NEID. “Estamos apenas começando e estou ansiosa para ver o que podemos realizar no futuro.”

Analisando a massa e a órbita do planeta

Uma análise detalhada de como a velocidade da estrela muda ao longo do período orbital de seis meses do planeta confirmou que o exoplaneta é aproximadamente cinco vezes mais massivo que Júpiter e que está orbitando ao longo de uma trajetória extremamente excêntrica.

“Este é o planeta em trânsito mais excêntrico conhecido e provará ser tão importante quanto o recordista anterior, HD80606b, que também tem uma órbita maluca altamente desalinhada com o giro de sua estrela hospedeira”, disse Jason Wright, professor de astronomia e astrofísica da Penn State, que supervisionou o projeto enquanto Gupta era um estudante de doutorado na universidade.

“Esses dois planetas altamente excêntricos foram 'pegos no ato' de evoluir para o status de Júpiter quente. Como HD80606b, este planeta tem muitas vezes a massa de Júpiter, sugerindo que este canal para formar Júpiteres quentes pode ser um que apenas os planetas mais massivos podem tomar.”

Juntos, esses dois exemplos confirmam observacionalmente a ideia de que gigantes gasosos de maior massa evoluem para se tornarem Júpiteres quentes à medida que migram de órbitas altamente excêntricas para órbitas mais estreitas e circulares.

Pesquisas e observações futuras

“Estamos especialmente interessados ​​no que podemos aprender sobre a dinâmica da atmosfera deste planeta depois que ele faz uma de suas passagens escaldantemente próximas de sua estrela”, disse Wright. “Telescópios como o Telescópio Espacial James Webb da NASA têm a sensibilidade para sondar as mudanças na atmosfera deste exoplaneta recém-descoberto à medida que ele sofre aquecimento rápido, então ainda há muito mais para a equipe aprender sobre o exoplaneta.”

Fonte: Scitechdaily.com