Habitabilidade de sistemas estelares binários - Habitability of binary star systems
Os planetas em sistemas estelares binários podem ser candidatos a suporte de vida extraterrestre . A habitabilidade dos sistemas estelares binários é determinada por muitos fatores de uma variedade de fontes. As estimativas típicas geralmente sugerem que 50% ou mais de todos os sistemas estelares são sistemas binários . Isso pode ser parcialmente devido ao viés da amostra, uma vez que estrelas massivas e brilhantes tendem a estar em binários e são mais facilmente observados e catalogados; uma análise mais precisa sugeriu que as estrelas mais fracas mais comuns são geralmente singulares e que até dois terços de todos os sistemas estelares são, portanto, solitários.
A separação entre estrelas em um binário pode variar de menos de uma unidade astronômica (au, a distância "média" da Terra ao Sol) a várias centenas de au. Nos últimos casos, os efeitos gravitacionais serão desprezíveis em um planeta orbitando uma estrela adequada, e o potencial de habitabilidade não será interrompido, a menos que a órbita seja altamente excêntrica (ver Nêmesis , por exemplo). Na realidade, algumas faixas orbitais são impossíveis por razões dinâmicas (o planeta seria expulso de sua órbita de forma relativamente rápida, sendo ou ejetado do sistema completamente ou transferido para uma faixa orbital mais interna ou externa), enquanto outras órbitas apresentam sérios desafios para eventuais biosferas devido a variações extremas prováveis na temperatura da superfície durante diferentes partes da órbita. Se a separação for significativamente próxima à distância do planeta, uma órbita estável pode ser impossível.
Os planetas que orbitam apenas uma estrela em um par binário têm órbitas "tipo S", enquanto aqueles que orbitam em torno de ambas as estrelas têm órbitas " tipo P" ou " circumbinárias ". Estima-se que 50-60% das estrelas binárias são capazes de suportar planetas terrestres habitáveis dentro de intervalos orbitais estáveis.
Planeta não circumbinário (tipo S)
Em planetas não circumbinários , se a distância de um planeta ao seu primário exceder cerca de um quinto da aproximação mais próxima da outra estrela, a estabilidade orbital não é garantida. Se os planetas poderiam se formar em binários ainda não estava claro, já que as forças gravitacionais podem interferir na formação do planeta. O trabalho teórico de Alan Boss , do Carnegie Institution , mostrou que os gigantes gasosos podem se formar em torno de estrelas em sistemas binários, da mesma forma que em estrelas solitárias.
Estudos de Alpha Centauri , o sistema estelar mais próximo do Sol, sugeriram que os binários não precisam ser descartados na busca por planetas habitáveis. Centauri A e B têm uma distância de 11 au na abordagem mais próxima (média de 23 au), e ambos têm zonas habitáveis estáveis. Um estudo de estabilidade orbital de longo prazo para planetas simulados dentro do sistema mostra que os planetas dentro de aproximadamente três au de cada estrela podem permanecer estáveis (ou seja, o eixo semi-maior desviando em menos de 5%). A zona habitável para Alpha Centauri A estende-se, estimado conservadoramente, de 1,37 a 1,76 au e a de Alpha Centauri B de 0,77 a 1,14 au - bem dentro da região estável em ambos os casos.
Planeta circumbinário (tipo P)
Para um planeta circumbinário , a estabilidade orbital é garantida somente se a distância do planeta das estrelas for significativamente maior do que a distância estrela a estrela.
A separação estrela-planeta circumbinário mínima estável é cerca de 2–4 vezes a separação estelar binária, ou período orbital cerca de 3–8 vezes o período binário. Os planetas mais internos em todos os sistemas circumbinários Kepler foram encontrados orbitando perto deste raio. Os planetas têm semi-eixos maiores que se encontram entre 1,09 e 1,46 vezes este raio crítico. A razão pode ser que a migração pode se tornar ineficiente perto do raio crítico, deixando os planetas fora desse raio.
Por exemplo, Kepler-47c é um gigante gasoso na zona habitável circumbinária do sistema Kepler-47 .
Se planetas semelhantes à Terra se formam ou migram para a zona habitável circumbinária, eles são capazes de sustentar água líquida em sua superfície, apesar da interação dinâmica e radiativa com a estrela binária.
Os limites de estabilidade para órbitas do tipo S e do tipo P em sistemas estelares binários e triplos foram estabelecidos em função das características orbitais das estrelas, tanto para movimentos prógrados e retrógrados de estrelas e planetas.