Um “cão cósmico” passou pelo Sistema Solar há milhões de anos - e talvez ainda estejamos a ver as marcas

Há cerca de 4,5 milhões de anos, duas estrelas cruzaram a vizinhança do Sistema Solar durante a sua órbita pela Via Láctea. A passagem foi relativamente próxima em termos astronómicos: os cálculos indicam que chegaram a cerca de 32 anos-luz daqui. Hoje, essas estrelas estão a aproximadamente 400 a 500 anos-luz da Terra e integram a região das “pernas” da constelação Cão Maior (Canis Major), o “cão maior” do céu.

Segundo Michael Shull, astrofísico da Universidade do Colorado, campus Boulder (CU Boulder), naquele encontro as duas estrelas teriam sido de quatro a seis vezes mais brilhantes do que Sírius é atualmente - com larga vantagem como os pontos mais luminosos do firmamento.

Com o afastamento, elas perderam destaque no nosso céu. Ainda assim, os investigadores defendem que a passagem pode ter deixado um efeito duradouro: a ionização de gás nas nuvens interestelares locais que envolvem o Sistema Solar - um nível de ionização que, até agora, não era totalmente explicado pelas fontes conhecidas.

A “boneca russa” galáctica: Bolha Local, nuvens interestelares locais e o Sistema Solar

O Sol, com os planetas que o acompanham, ocupa uma espécie de “boneca russa” no meio interestelar. Estamos dentro de um enorme vazio chamado Bolha Local, onde a densidade de material entre as estrelas é bem menor do que a média da Via Láctea.

No interior dessa bolha, existe uma região com matéria relativamente mais concentrada, conhecida pelos astrónomos como nuvens interestelares locais - e, dentro desse conjunto, encontra-se o Sistema Solar.

Essas nuvens, com cerca de 30 anos-luz de extensão, são formadas sobretudo por hidrogénio e hélio numa condição curiosamente ionizada. Trabalhos anteriores estimaram que cerca de 20% dos átomos de hidrogénio e até 40% dos átomos de hélio nessas nuvens estão eletricamente carregados.

Por que esse nível de ionização é tão difícil de explicar?

Para arrancar eletrões dos átomos e manter um grau tão alto de ionização, é preciso uma fonte intensa de radiação. O problema é que as fontes tradicionalmente apontadas na região - como as supernovas que, no passado, ajudaram a “inflar” a Bolha Local - não parecem, sozinhas, fechar toda a conta.

Esse descompasso foi o ponto de partida do novo estudo: os autores modelaram a nossa vizinhança cósmica ao longo dos últimos milhões de anos para identificar que fontes de radiação poderiam ter contribuído para a ionização “fora do esperado” nas nuvens interestelares locais.

Como resume Shull, o cenário é dinâmico: é “um quebra-cabeça em que todas as peças se mexem” - o Sol desloca-se, as estrelas afastam-se a grande velocidade e as nuvens derivam pelo meio interestelar.

As fontes de radiação: seis peças no quebra-cabeça (incluindo o Cão Maior)

A equipa identificou pelo menos seis contribuições relevantes para a ionização na região:

• Plasma quente ao longo da borda da Bolha Local, capaz de emitir uma quantidade importante de fotões ionizantes.
• Três anãs brancas quentes relativamente próximas, que também fornecem radiação de alta energia.
• E, como as duas últimas peças propostas, Épsilon Canis Majoris e Beta Canis Majoris, estrelas associadas à constelação Cão Maior.

Embora hoje estejam a centenas de anos-luz, as simulações indicam que, há cerca de 4,4 milhões de anos, Épsilon Canis Majoris e Beta Canis Majoris passaram a aproximadamente 32 anos-luz do Sistema Solar.

Estrelas de tipo B: maiores, mais quentes e com “rastro” ionizante

Essas duas estrelas são classificadas como estrelas de tipo B - ou seja, são bem maiores e mais quentes do que o Sol. Por emitirem muito mais energia, é plausível que tenham deixado, ao longo do caminho, um rastro de gás quente e ionizado, que persistiu mesmo depois de elas seguirem para as posições atuais.

Ainda assim, esse efeito não é permanente. Com o tempo, eletrões livres que vagam pelo espaço podem recombinar-se com os iões, devolvendo gradualmente os átomos a um estado elétrico neutro. Em outras palavras: a ionização tende a diminuir se não houver fontes contínuas a “recarregar” o processo.

O que isso muda para a Terra e para a “bolha” que nos protege?

Hoje, estar dentro das nuvens interestelares locais funciona como uma espécie de amortecedor contra parte do meio interestelar mais agressivo. No entanto, as previsões indicam que o Sistema Solar deve sair dessas nuvens em menos de 2.000 anos. Esse deslocamento pode alterar o ambiente ao redor da heliosfera (a região dominada pelo vento solar) e, com isso, modificar o nível de radiação e partículas energéticas que chegam às proximidades da Terra.

Vale notar que essas mudanças não significam, automaticamente, um cenário catastrófico. O que elas sugerem é que o “clima espacial” em escalas de séculos e milénios depende não só do Sol, mas também do lugar exato que o Sistema Solar ocupa dentro das estruturas da Bolha Local e das nuvens interestelares locais.

Como os astrónomos reconstroem encontros tão antigos?

Reconstruir a dança gravitacional de estrelas e nuvens ao longo de milhões de anos exige combinar medições de posição e movimento com modelos físicos do meio interestelar. Missões de mapeamento estelar e catálogos de movimento próprio ajudam a refazer trajetórias, permitindo estimar quando determinadas estrelas estiveram mais perto do nosso sistema - e que intensidade de radiação poderiam ter fornecido naquele período.

O estudo foi publicado no Jornal Astrofísico.