Estrelas Bioticamente Adequadas por Marcelo Ferreira para o Grupo ViU.

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1 Estrelas Bioticamente Adequadas por Marcelo Ferreira para o Grupo ViU

2 Base de comparação A Terra e o Sistema Solar são típicos? –Muitos aspectos ainda estão em aberto: O que é vida? Como procurar? O que procurar? –Admitiremos que sim.

3 Evolução da vida na Terra Surgimento de um simples organismo unicelular dos materiais de nossa atmosfera primitiva e oceanos: –Algumas centenas de milhões de anos

4 Eliminamos estrelas de tipo espectral anterior a A0 O tempo de uma estrela A0 na seqüência principal: – aproximadamente quatrocentos milhões de anos. Insuficiente para a evolução até um simples protozoário, por exemplo.

5 Evoluindo até a vida inteligente A seleção natural age sobre mutações ao acaso, que pela mais pura sorte possa vir a gerar seres mais evoluídos. Seres evoluídos o suficiente para construir uma civilização: –3 bilhões de anos na Terra.

6 Eliminamos estrelas de tipo espectral anterior a F0 Essas estrelas permanecem cerca de 4 bilhões de anos na seqüência principal.

7 Rotação estelar descontinuidade no tipo F2 (declive na velocidade)

8 Por que existe essa diferença? Um sistema deve manter o seu momento angular. Quando uma estrela possui planetas em sua órbita, ela tende a perder velocidade de rotação.

9 Eliminamos estrelas de tipo espectral anterior a F2 Essas estrelas não devem possuir planetas, enquanto que a maioria das de tipo espectral posterior a F2 deve ter.

10 Sub - anãs Essas estrelas, de primeira geração, contém elementos pesados e não devem ter planetas como a Terra em sua órbita. Elas podem ter sistemas planetários de planetas gasosos.

11 Planetas gasosos A grande atmosfera de Júpiter em muito faz lembrar a atmosfera primitiva da Terra. Acredita-se que Júpiter possui “exatamente as condições usadas nos experimentos da origem da vida na Terra”. Não devemos dispensar a produção de moléculas orgânicas complexas e, até mesmo, vida nesses mundos.

12 Galáxia povoada de planetas 93% das estrelas da seqüência principal, no céu, são posteriores a F2.

13 Nem todos os planetas são habitáveis Mercúrio está próximo demais do Sol e possui altas temperaturas. Plutão está longe demais, com temperaturas de aproximadamente -200 ºC. –Obs: O frio é menos danoso que o calor. Conhecemos bactérias e vírus capazes de sobreviver num frio rigoroso.

14 Quais planetas são habitáveis? Cada estrela possui uma zona habitável, que depende da luminosidade estelar. Exemplo: A zona habitável de estrelas M´s e K´s podem ser interiores a órbita de Mercúrio.

15 Anãs-vermelhas: Podemos exluí-las? Se as dimensões do Sistema Solar e as distâncias entre os nossos planetas forem típicos, uma anã-vermelha não possuirá nenhum planeta em sua zona habitável.

16 Admitindo tipos espectrais entre F2 e K5 Mesmo excluindo as anãs-vermelhas, algo entre 1% e 2% das estrelas da nossa galáxia satisfariam as condições vistas. Ou seja, pelo menos 1 bilhão de estrelas preenchem os requisitos de tempo de vida na seqüência principal, e possuir ao menos um planeta na zona habitável.

17 Estrelas posteriores a K1 Zona Habitável muito próximo a estrela. O planeta pode vir a ficar preso numa rotação síncrona. Planeta sem atmosfera: –face voltada para a estrela: muito quente –face escura: muito fria Planeta com uma pequena atmosfera: –suficiente para aquecer a face escura, mantendo uma temperatura razoável. Rotação síncrona não é única opção para estrela próxima, de órbita elíptica.

18 Sistema múltiplos Quase metade das estrelas pertencem a sistemas múltiplos. Órbitas complexas. –Exemplos de sistemas binários: Em certos momentos o planeta ficaria muito próximo à estrela. Em outros ficaria muito longe. Grande variação de temperatura: dificilmente haveria formação de vida.

19 Reavaliação das órbitas complexas Estudos vêem mostrando que órbitas planetárias periódicas são possíveis em sistemas múltiplos.

20 Exemplo de sistema binário Considerando o caso mais simples, com estrelas de massas iguais. A distância “a” entre elas é medida em U. A. e a luminosidade “l” de cada estrela é dada em função da luminosidade solar.

21 Analizando cada caso Primeiramente vamos destacar que quando a distância “a” for maior do que 13  l, cada estrela pode ser tratada separadamente, ignorando- se o fato do sitema ser binário. Quando “a” for maior do que 2  l, planetas habitáveis seriam possíveis na órbita interna da figura, passando pelo ponto L 1. Quando “a” for menor do que 0.4  l, planetas habitáveis seriam possíveis na órbita externa da figura, passando pelo ponto L 2.

22 Conclusão dos sistemas binários, quanto as suas órbitas Apenas seriam excluídos os sistemas binários com: 2  l < a < 0.4  l Obs: Resultados análogos podem ser obtidos para o caso mais comum de estrelas com massas diferentes entre si.

23 Formação dos sistemas múltiplos Acontece de tal forma que impede a formação simultânea de planetas. Conclusão geral de sistemas binários: –Aparentemente, planetas orbitam apenas estrelas simples mas, em princípio, não podemos descartar a associação com sistemas múltiplos.

24 Outro fator relevante Para que as condições sejam propícias para a formação de vida, a luminosidade da estrela deve ser aproximadamente constante.

25 As candidatas mais próximas

26 Bibliografia Intelligent Life in the Universe –I. S. Shklovskii –Carl Sagan Astrophysics and Space Science 241: 3-24, 1996