Durante muitos anos, pelo que sabíamos, o nosso Sistema Solar estava sozinho no Universo. E depois, telescópios mais avançados começaram a revelar um tesouro de planetas em órbita de estrelas distantes.
© NASA/ESA/G. Bacon (ilustração de um exoplaneta menor que Netuno)
Em 2014, o telescópio espacial Kepler da NASA entregou aos cientistas mais de 700 planetas distantes para estudarem, muitos deles totalmente diferentes do que havia sido observado anteriormente. Em vez de gigantes gasosos como Júpiter, estes planetas eram menores e, na maioria, rochosos em termos de massa.
Os cientistas notaram que existiam muitos destes planetas de tamanho idêntico ou pouco superior ao da Terra, mas que havia também um corte acentuado antes dos planetas alcançarem o tamanho de Netuno. Qual o motivo dos planetas tenderem a parar de crescer além do triplo do tamanho da Terra?
Os pesquisadores fornecem uma explicação inovadora para esta queda: os oceanos de magma à superfície destes planetas absorvem rapidamente as suas atmosferas assim que os planetas atingem cerca de três vezes o tamanho da Terra.
Pensa-se que a maioria dos exoplanetas um pouco menores do que a queda de tamanho tenham oceanos de magma às suas superfícies, grandes mares de rocha derretida como os que outrora cobriram a Terra. Mas, em vez de solidificarem como o nosso, são mantidos quentes por uma espessa camada atmosférica rica em hidrogênio.
Até agora, quase todos os modelos ignoram este magma, tratando-o como quimicamente inerte, mas a rocha derretida é quase tão líquida quanto a água e muito reativa.
A questão considerada foi se, à medida que os planetas adquiriam mais hidrogênio, o oceano podia começar a ser abastecido pela atmosfera. Neste cenário, à medida que o planeta adquire mais gás, este acumula-se na atmosfera e a pressão em baixo, onde a atmosfera encontra o magma, começa a aumentar. A princípio, o magma absorve o gás adicionado a um ritmo constante, mas à medida que a pressão aumenta, o hidrogênio começa a dissolver-se muito mais facilmente no magma.
Não apenas isso, mas o pouco gás adicionado que permanece na atmosfera faz subir a pressão atmosférica e, assim, uma fração ainda maior do gás que chega mais tarde dissolve-se no magma.
Os pesquisadores chamam a isto a "crise de fugacidade", que mede quanto mais facilmente um gás se dissolve numa mistura do que seria de esperar com base na pressão.
A teoria se encaixa bem com as observações existentes. Também existem vários marcadores que os astrônomos podem procurar no futuro. Por exemplo, se a teoria estiver correta, os planetas com oceanos de magma que são frios o suficiente para se cristalizarem à superfície devem exibir perfis diferentes, pois isso impediria o oceano de absorver tanto hidrogênio. As pesquisas atuais e futuras do TESS e de outros telescópios deverão fornecer mais dados para serem manipulados.
Um artigo foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.
Fonte: University of Chicago
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