Terra não é maior porque anéis ao redor do Sol impediram, diz brasileiro

Nos primeiros dias de 2022, um estudo que oferece novas explicações para a formação do Sistema Solar ganhou destaque na imprensa científica. A pesquisa defende que anéis formados ao redor do Sol — como se ele tivesse um dia se parecido com Saturno— teriam ajudado a moldar a estrutura do nosso sistema planetário.

Os resultados foram publicados na parte de astronomia da revista Nature. O autor responsável é um brasileiro, originário do interior de São Paulo: o astrofísico André Izidoro, de 37 anos, que hoje atua na Universidade Rice, em Houston, no estado norte-americano do Texas.

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Em entrevista dada a Tilt, por chamada de vídeo, o cientista conta animado sobre o seu fascínio pelo mistério da formação de planetas e suas observações sobre como as partículas que dão origem a eles se acumulam, "passando de objetos milimétricos a objetos quilométricos".

"A formação planetária salta de uma coisa que cabe na sua mão para uma coisa do tamanho de uma cidade, tipo São Paulo", destaca Izidoro.

Nasce uma estrela

Hoje, a humanidade já conhece mais de 4.000 planetas fora do Sistema Solar, os chamados exoplanetas. Com base nas características que possuem, podemos refletir e especular mais sobre como o nosso próprio sistema planetário teve suas origens.

Esses avanços foram conquistados com a ajuda das observações feitas no telescópio ALMA, instalado no deserto do Atacama, no Chile. Inaugurado em 2011, ele foi construído com o propósito de aprofundar o que se sabe sobre nascimento de estrelas e formação planetária.

Pelo que os cientistas já sabem, quando uma estrela nasce, um disco de matéria se forma em torno dela. Nesse disco, há partículas que se movem na direção da estrela devido à atração gravitacional dela. No processo, elas vão se perdendo, e é preciso que exista alguma coisa que as façam parar.

O que pode causar esse efeito? O estudo conduzido por Izidoro é um passo a mais na direção dessa resposta. A astronomia já suspeitava de que regiões de alta pressão em pontos particulares do disco da estrela faziam com que materiais se acumulassem e, aos poucos, dessem origem aos planetas.

Izidoro chama essas regiões de "pressure bumps" (em tradução livre, algo como "solavancos de pressão"), e explica que elas funcionam como verdadeiros "quebra-molas", em referência aos obstáculos que fazem com que os carros passem mais devagar na pista.

Assim, existem "lombadas espaciais" que impedem que o material que forma os planetas passe rápido demais em direção à estrela e se perca. Ao contrário, ele então para e se acumula nesses locais. Com o advento do ALMA, confirmou-se que essas regiões de alta pressão existem e são comuns. Logo, podemos imaginar que o Sol também as tivesse na sua origem.

"Por que esses 'pressure bumps' são importantes? Eles resolvem qual problema? Eles evitam que as partículas sejam rapidamente perdidas na estrela, ou evaporem quando cheguem perto dela, e provocam acúmulo de material", explica o cientista.

Anéis solares

Quando o estudo foi publicado e repercutido na imprensa, a grande atração foram os tais anéis solares, que seriam justamente as regiões de alta pressão onde material se acumulou e, a partir daí, começaram a se formar os planetas.

Ao todo, seriam três os anéis.

"Onde esperamos que 'pressure bumps' aconteçam? Devem ocorrer em regiões onde você tenha evaporação de algum elemento, alguma molécula que exista em grande abundância", explica o astrofísico.

O primeiro anel, portanto, seria feito de silicato — "basicamente terra, um vidro, uma poeira", nas palavras do cientista brasileiro — transformado em gás pela proximidade do Sol.

O segundo anel seria "a linha do gelo". Izidoro afirma que a água em estado sólido, ao se aproximar do Sol, cruza a região de alta pressão e, assim, evapora.

Por fim, o terceiro e mais distante anel seria a "linha do monóxido de carbono", na qual ele se torna um gás. Portanto, nessas três regiões, haviam quebra-molas que propiciaram as condições para a formação do nosso Sistema Solar.

Arquitetura planetária

Os quatro planetas mais próximos do Sol (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) são considerados planetas terrestres, uma vez que são formados predominantemente por rochas e metais e apresentam uma superfície sólida.

"Se você analisar a massa dos planetas terrestres, a gente tem Mercúrio, que é bem pequeno, a gente tem Marte, que é pequeno também, e a Terra e Vênus, que são bem grandes", diz Izidoro, que acrescenta que explicar essa diferença de tamanho vinha sendo um desafio há tempos para os astrônomos.

Seu estudo simulou então a evolução de um disco ao redor do Sol, que levou naturalmente à formação dos anéis, essas regiões de alta pressão, mostrando-se consistente com a formação dos planetas terrestres.

"Mercúrio e Marte são pequenos porque se formaram nas bordas do primeiro anel. Por ser a borda, essa região tinha menos material", afirma o cientista.

Já se o segundo anel não existisse, haveria mais material para que os planetas crescessem. "Isso faria com que a Terra fosse uma superterra", diz ele, em referência a uma classe de planetas que podem ter até dez vezes a massa do nosso.

Superterras são extremamente comuns em outros sistemas planetários. Então, em nosso Sistema Solar, algo teria acontecido para que não houvesse uma, e o modelo usado no estudo do pesquisador dá indícios que ajudam a explicar como isso foi evitado.

Cinturão de asteroides

A possível existência de anéis solares destacado no estudo de Izidoro, além de se encaixar na arquitetura do nosso Sistema Solar, ainda é referendado pelo que se convencionou chamar de "cinturão de asteroides", localizado entre as órbitas de Marte e Júpiter.

Essa região contém uma série de corpos sólidos irregulares, muito menores que os planetas, normalmente chamados pelos cientistas de asteroides.

"O cinturão de asteroides foi uma região vazia, ou quase vazia, que recebeu um 'lixo' do primeiro e do segundo anel. É material que sobrou e que foi lançado no cinturão", diz o cientista, animado.

Ele acrescenta que os asteroides do cinturão têm composições químicas diferentes, mas cuja origem remete aos dois primeiros anéis solares. Ou seja, é como se entre Marte e Júpiter, nós encontrássemos materiais restantes de duas regiões diferentes se sobrepondo.

O terceiro anel, por sua vez, também encontra explicação no estudo de Izidoro: na região onde ele estava, temos hoje o Cinturão de Kuiper, região distante do Sol, a partir da órbita de Netuno. "É como se fosse um cinturão de asteroides, mas que está mais distante."

Vida de um astrofísico brasileiro

Pé no chão, o cientista brasileiro indica que seu estudo não é definitivo. "Futuras observações vão poder dizer ainda com mais certeza se essas estruturas são reais, se são realmente associáveis a essas linhas de condensação", diz. "Temos muito a aprender ainda."

Na graduação, Izidoro se formou como bacharel em matemática pela Unesp (Universidade Estadual Paulista) de São José do Rio Preto ("dá para perceber pelo meu sotaque", brinca, puxando o R final de cada palavra). Na sequência de sua carreira acadêmica, aos poucos se aproximou da astrofísica, em especial da formação planetária.

Com passagens acadêmicas pelo Havaí e pela França, ele diz que foi para o Texas em maio de 2020 porque o Brasil estava "com uma situação complicada, em termos de suporte à ciência". Ele não quis dar maiores explicações sobre essa percepção.

No seu cotidiano atual, diz que passa o dia inteiro sentado em seu escritório na universidade, revisando artigos e fazendo cálculos e simulações. Para distrair a cabeça, "uma cervejinha na sexta-feira no bar universitário" — e, para não fugir às raízes do interior paulista, diz sentir muita falta de tocar a sua viola caipira.

Infelizmente, não conseguiu levá-la para os EUA porque não coube na mala, mas pretende importá-la em breve.