A nebulosa solar e a origem do Sol

A origem do sistema solar está atrelada a existência de uma antiga e grande nebulosa que proporcionou o surgimento do sol e dos demais corpos celestes do sistema.

O estudo da dinâmica das supernovas e de seus subprodutos, como as nebulosas, abordado no artigo “Hipernovas – maiores explosões após o Big Bang!“, é fulcral para o conhecimento da formação e evolução planetária.

Origem do sistema solar a partir de uma nebulosa

Em algum estágio evolutivo do universo, há bilhões de anos atrás, uma estrela, em ciclo final de vida, explodiu em supernova e gerou uma densa e vasta nuvem de gás e poeira que propiciou o nascimento do sistema solar.

Nosso sistema foi gerado a partir de uma nebulosa giratória. Uma nuvem de hidrogênio gasoso e poeira, para conceber um sistema estelar, necessita ter suficiente massa, boa densidade, ser relativamente fria e apresentar algum movimento acelerado (toque a figura 1A e B).

O estímulo para animar movimentos rotacionais e incremento de densidade em nebulosas, pode ser advindo de algum choque exterior.

Estes choques podem ser reflexo de ondas energéticas provenientes da explosão de uma supernova próxima, como também por uma aproximação de outra nuvem.

Nebulosa Cabeça do Cavalo

A escura nebulosa Cabeça do Cavalo é um magnífico berçário estelar há 1500 anos-luz da Terra, na constelação de Órion (NASA - José Jiménez Priego)

Nebulosa do Anjo

A reflexiva e bela nebulosa do Anjo (NGC-2170) na constelação do Unicórnio é um massivo berçário de estrelas, distante 2400 anos-luz da Terra. (NASA - Juan Lozano de Haro)

Nas nuvens interestelares atuam duas forças que apesar de serem opostas, geram equilíbrio. Trata-se da gravidade, que tende a contrair as partículas nebulares, e a pressão térmica, que tende a expandi-las.

O aumento de massa nesse sistema proporciona maior preponderância da força gravitacional, fomentando o surgimento de uma estável estrela.

Nascimento do sol

O Sol, pertencente à classe estelar sequência principal, formou-se em função de um colapso de uma nuvem molecular.

A proto-estrela solar foi então concebida, há cerca de 4,6 bilhões de anos. Estas estimativas tiveram como base datações radiométricas de meteoritos de idade similar.

A nebulosa solar, cuja atividade durou uns 3 a 4 milhões de anos, colapsou sob o seu próprio peso, tornando-se achatada. A maior parte do material interestelar contraiu-se no centro do disco para formar o Sol.

Após este evento, os demais fragmentos da nebulosa passaram a girar ao redor do proto-sol. Este constante movimento giratório e a contração gravitacional promoveram frequentes rupturas dos resquícios nebulares.

A contínua agregação de massa e incremento de temperatura no centro da nebulosa giratória (proto-estrela solar), desencadearam processos de reações nucleares internas.

Em determinado instante, no núcleo da proto-estrela, começou a ocorrer fusão termonuclear.

Esta reação somente verifica-se em altíssimas temperaturas, quando os núcleos atômicos do hidrogênio se fundem e se transformam em hélio, com geração de energia radiante – fótons de luz e de alta energia (raios gama), e neutrinos (Figura 2A e B).

Nosso magnífico Sol

Imagem do sol capturada a partir do Telescópio de Imageamento Ultravioleta Extremo - EIT (ESA/NASA/SOHO)

Fusão nuclear

Diagrama do processo de fusão termonuclear, com transformação de prótons de hidrogênio (deutério e trítio) em hélio, com produção de energia e neutrinos. (Università di Roma)

Os planetas, satélites, asteroides, cometas e demais corpos do sistema solar se originaram por agregação do restante do material fragmentado da nebulosa, que circulavam gravitacionalmente ao redor do recém-nascido sol.

Este processo ocorreu em tempo astronômico relativamente rápido. A formação da Terra, por exemplo, ocorreu uns 100 milhões de anos depois, apresentando idade estimada em 4,5 bilhões de anos.

Sistema Beta Pictoris: formação semelhante ao solar

A estrela beta da constelação austral Pictor, apresenta um sistema estelar com situação evolutiva que se assemelha ao do nosso sol nos seus estágios iniciais. β Pictoris proporcionou a primeira observação de um disco de poeira e de gás ao redor de uma estrela (Figura 3A e B).

A jovem estrela Beta Pictoris localiza-se a cerca de 63,4 anos-luz (19,4 parsecs) da Terra. A sua idade aproximada é 23 milhões de anos e ela apresenta um grande disco de detritos em sua órbita.

Em 2009, observações de cientistas liderados pela astrônoma Anne-Marie Lagrange do Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) na França, descobriram um planeta gigante (β Pictoris B), orbitando essa estrela.

Recentemente, em 2019, esse mesmo grupo de pesquisadores franceses descobriram um segundo planeta gigante, o β Pictoris C.

O processo de formação planetária de β Pictoris ainda está em desenvolvimento. Observações, contudo, inferem que o sistema poderá conter exoplanetas com ambientes semelhantes aos da Terra primordial, e que no futuro congregarão prováveis condições de evolução da vida.

Ilustração do sistema Beta Pictoris

Este sistema estelar em desenvolvimento apresenta nuvens de gás e poeira ao redor da sua estrela - Beta Pictoris (NASA/FUSE/Lynette Cook)

Beta Pictoris em infravermelho

A jovem estrela Beta Pictoris em imagem infravermelha que evidencia o disco de detritos e o planeta Beta Pictoris b. (Observatório Europeu do Sul)