O nosso Sol não é filho único. Quantos irmãos tem?

Embora o nosso Sol seja agora uma estrela solitária, ainda tem irmãos em algum lugar da Via Láctea.

As estrelas formam-se em enormes nuvens de gás chamadas Nuvens Moleculares. Quando o Sol se formou há cerca de cinco mil milhões de anos, outras estrelas formaram-se a partir da mesma nuvem, criando um aglomerado estelar.

Quantas outras estrelas se formaram no aglomerado?

Nuvens moleculares são chamadas assim porque são dominadas por hidrogénio molecular, dois átomos de hidrogénio ligados entre si. Existem outros componentes, mas o hidrogénio é rei.

Os astrónomos podem ver muitas nuvens moleculares no Espaço e usam telescópios poderosos para observá-las e observar a formação de estrelas jovens. A nuvem molecular mais próxima da Terra é a Nuvem Molecular do Touro, a apenas 430 anos-luz da Terra.

As nuvens moleculares às vezes são chamadas de berçários estelares quando estão a formar estrelas ativamente, e as estrelas no Touro são muito jovens: apenas um ou dois milhões de anos. Há centenas de jovens estrelas no berçário.

Quando uma nuvem colapsa para formar estrelas, começa a formar núcleos densos onde o gás se acumula e atrai ainda mais gás para os núcleos. Os núcleos eventualmente tornam-se estrelas de diferentes massas. Nem todos os irmãos do Sol são assim: alguns serão muito mais massivos e viverão apenas alguns milhões de anos antes de explodirem como supernovas. Este é um ponto-chave.

O Sol e as outras estrelas que se formaram na mesma nuvem formaram um aglomerado estelar. Com o tempo, o aglomerado desfez-se devido à interferência gravitacional de outras nuvens moleculares.

Assim que um aglomerado de estrelas se desfaz, as estrelas são chamadas de associação estelar, uma vez que se movem basicamente na mesma direção no Espaço.

Em 2014, uma equipe de astrónomos publicou um artigo a mostrar que tinha encontrado o primeiro irmão do Sol. Chama-se HD 162826 e está a cerca de 110 anos-luz de distância. Os investigadores identificaram-no com base na sua metalicidade química e nas suas condições dinâmicas.

Mas o Sol poderia ter centenas ou até milhares de irmãos, e cada um ter-se-ia formado no seu próprio núcleo na nuvem. Num novo artigo, dois cientistas japoneses tentaram entender quantos irmãos o Sol tem.

O estudo foi submetido à revista Astronomy and Astrophysics, mas está disponível no ArXiv.

Os meteoritos mais primitivos são os condritos carbonáceos. Eles contêm pequenas rochas chamadas inclusões ricas em cálcio e alumínio (CAIs). Os CAIs são os objetos sólidos datados mais antigos que os cientistas conhecem, por isso os cientistas usam-nos para datar o nosso Sistema Solar. Eles têm uma idade média ponderada de 4.567,30 ± 0,16 Myr, logo essa é a idade que usamos para o Sistema Solar.

As estrelas não se formam para sempre numa nuvem molecular. Eventualmente, a maior parte do gás é consumida e as estrelas jovens dissipam o restante do gás assim que começam a brilhar.

Como o período de formação de estrelas no aglomerado de nascimento é finito e como conhecemos a taxa de explosões de supernovas, os dois podem ser combinados para ajudar a esclarecer quantos irmãos o Sol tem. Se isso parece complicado, é porque é. Mas é uma ciência sólida e bem compreendida.

“Aqui, revisitamos o número de estrelas no aglomerado de nascimento do Sol do ponto de vista da probabilidade de adquirir pelo menos uma supernova de colapso do núcleo dentro da duração finita da formação estelar no aglomerado de nascimento”, escrevem os autores.

“Descobrimos que o número de estrelas no aglomerado de nascimento pode ser significativamente maior do que o considerado anteriormente, dependendo da duração da formação estelar”, acrescentam.

Então, onde é que isto nos leva? Sabemos quantos irmãos o Sol pode ter? Não exatamente, mas os cientistas restringiram o número.

Este estudo é o mais recente de uma sucessão de esforços para determinar o tamanho da família do Sol.

Um estudo de 2010 avaliou quantas estrelas teria que haver num aglomerado antes que uma massiva o suficiente se formasse para explodir como uma supernova de colapso do núcleo — ou supernova tipo II. Mas esse estudo e outros semelhantes não consideraram o tempo da supernova no cluster.

Estimativas anteriores apontavam para cerca de 500 irmãos do Sol. Mas este novo estudo sugere uma ordem de grandeza superior.

“O número plausível de estrelas no aglomerado de nascimento do Sol seria Ncl > 2 × 103 quando tSF < 12 Myr”, escrevem os autores. “Além disso, o número plausível seria Ncl > 2 × 104 quando uma escala de tempo muito mais curta de tSF <5 Myr é assumida”.

Trocado em miúdos, isto equivale a um intervalo de cerca de 2.000 a 20.000 irmãos.