A menor estrela de sequência principal conhecida na galáxia Via Láctea é um verdadeiro pixie de uma coisa.
Chama-se EBLM J0555-57Ab, uma anã vermelha a 600 anos-luz de distância. Com um raio médio de cerca de 59.000 quilómetros, é apenas um pouco maior que Saturno. Isso faz dela a mais pequena estrela conhecida para suportar a fusão de hidrogênio em seu núcleo, o processo que mantém as estrelas queimando até ficarem sem combustível.
Em nosso Sistema Solar, há dois objetos maiores do que esta pequena estrela. Um é o Sol, obviamente. O outro é Júpiter, como uma bola gigante de gelado, chegando com um raio médio de 69.911 quilómetros.
Então porque é que Júpiter é um planeta e não uma estrela?
A resposta curta é simples: Júpiter não tem massa suficiente para fundir hidrogénio em hélio. EBLM J0555-57Ab é cerca de 85 vezes a massa de Júpiter, mais ou menos tão leve quanto uma estrela pode ser – se fosse menor, também não seria capaz de fundir hidrogênio. Mas se o nosso Sistema Solar tivesse sido diferente, poderia Júpiter ter-se incendiado numa estrela?
Júpiter e o Sol são mais parecidos do que você imagina
O gigante do gás pode não ser uma estrela, mas Júpiter ainda é um Big Deal. Sua massa é 2,5 vezes maior do que a de todos os outros planetas combinados. É que, sendo um gigante gasoso, tem uma densidade realmente baixa: cerca de 1,33 gramas por centímetro cúbico; a densidade da Terra, a 5,51 gramas por centímetro cúbico, é pouco mais de quatro vezes superior à de Júpiter.
Mas é interessante notar as semelhanças entre Júpiter e o Sol. A densidade do Sol é de 1,41 gramas por centímetro cúbico. E os dois objectos são muito semelhantes em termos de composição. Por massa, o Sol é cerca de 71% de hidrogênio e 27% de hélio, sendo o restante composto por vestígios de outros elementos. Júpiter por massa é cerca de 73% de hidrogênio e 24% de hélio.
É por esta razão que Júpiter é às vezes chamado de estrela falhada.
Mas ainda é improvável que, deixado aos próprios dispositivos do Sistema Solar, Júpiter se tornasse até perto de ser uma estrela.
As estrelas e os planetas, como vêem, nascem através de dois mecanismos muito diferentes. Estrelas nascem quando um denso nó de material numa nuvem molecular interestelar colapsa sob sua própria gravidade – pouf! flomph! – girando como ela gira num processo chamado colapso de nuvens. À medida que gira, ela se enrola em mais material da nuvem ao seu redor em um disco de acreção estelar.
À medida que a massa – e portanto a gravidade – cresce, o núcleo da estrela bebê é cada vez mais apertado, o que faz com que ela se torne cada vez mais quente. Eventualmente ele se torna tão comprimido e quente, o núcleo se acende e a fusão termonuclear se inicia.
De acordo com nosso entendimento da formação da estrela, uma vez que a estrela tenha terminado de acretar o material, um monte de disco de acreção é deixado para trás. É disto que os planetas são feitos.
Astrônomos pensam que, para gigantes de gás como Júpiter, este processo (chamado acreção de calhau) começa com pequenos pedaços de rocha gelada e poeira no disco. À medida que orbitam a estrela bebé, estes pedaços de material começam a colidir, colidindo com a electricidade estática. Eventualmente, estes tufos crescentes atingem um tamanho suficientemente grande – cerca de 10 massas terrestres – que podem atrair gravitacionalmente mais e mais gás do disco circundante.
A partir daí, Júpiter cresceu gradualmente até à sua massa actual – cerca de 318 vezes a massa da Terra, e 0,001 vezes a massa do Sol. Uma vez que ele havia diluído todo o material que estava disponível para ele – com uma grande remoção da massa necessária para a fusão do hidrogênio – ele parou de crescer.
Então, Júpiter nunca esteve nem perto de crescer o suficiente para se tornar uma estrela. Júpiter tem uma composição semelhante à do Sol não por ser uma ‘estrela falhada’ mas porque nasceu da mesma nuvem de gás molecular que deu origem ao Sol.
As verdadeiras estrelas falhadas
Existe uma classe diferente de objetos que podem ser considerados ‘estrelas falhadas’. Estas são as anãs marrons, e preenchem essa lacuna entre gigantes de gás e estrelas.
Começando com mais de 13 vezes a massa de Júpiter, estes objetos são maciços o suficiente para suportar a fusão do núcleo – não de hidrogênio normal, mas deutério. Isto também é conhecido como hidrogênio ‘pesado’; é um isótopo de hidrogênio com um próton e um nêutron no núcleo, ao invés de apenas um próton. Sua temperatura e pressão de fusão são inferiores à temperatura e pressão de fusão do hidrogênio.
Porque ocorre a uma massa, temperatura e pressão mais baixas, a fusão do deutério é um passo intermediário no caminho da fusão do hidrogênio para as estrelas, pois elas continuam a acentuar a massa. Mas alguns objetos nunca atingem essa massa; estes são conhecidos como anãs marrons.
Por um tempo depois de sua existência ter sido confirmada em 1995, desconhecia-se se as anãs marrons eram estrelas de baixo rendimento ou planetas excessivamente ambiciosos; mas vários estudos têm demonstrado que elas se formam exatamente como as estrelas, a partir do colapso das nuvens e não do acreção do núcleo. E algumas anãs marrons estão mesmo abaixo da massa para queimar deutério, indistinguíveis dos planetas.
Júpiter está mesmo no limite de massa inferior para o colapso das nuvens; a menor massa de um objeto de colapso de nuvens foi estimada em cerca de uma massa de Júpiter. Assim, se Júpiter tivesse se formado a partir do colapso da nuvem, poderia ser considerado uma estrela falhada.
Mas dados da sonda Juno da NASA sugerem que, pelo menos uma vez, Júpiter teve um núcleo sólido – e isso é mais consistente com o método de formação de acreção do núcleo.
A modelagem sugere que o limite superior para uma massa do planeta, formando via acreção do núcleo, é menos de 10 vezes a massa de Júpiter – apenas algumas massas de Júpiter tímidas de fusão de deutério.
Então, Júpiter não é uma estrela falhada. Mas pensando no porquê de não ser uma estrela pode nos ajudar a entender melhor como o cosmos funciona. Além disso, Júpiter é uma maravilha de caramelo, tempestuoso e redemoinho em seu próprio direito. E sem ela, nós humanos podemos nem ter sido capazes de existir.
Isso, no entanto, é outra história, para ser contada noutra altura.