Os astrônomos já identificaram milhares de planetas que orbitam estrelas distantes. No entanto, as análises dos perfis dos exoplanetas já descobertos revelam uma uma enorme escassez de astros de médio porte, com raios de 1,5 a 2 vezes maiores que o raio da Terra.
© NASA/G. Bacon (ilustração de um exoplaneta mini-Netuno)
Esta é a faixa que separa os planetas feitos de rocha de maior porte, conhecidos como super-Terras, e aqueles de menor volume entre os planetas feitos de gases, conhecidos como mini-Netunos.
Esta lacuna nos raios e, consequentemente, na classificação dos exoplanetas foi identificada pela primeira vez em 2017. Desde então, os cientistas buscam entender o motivo por trás desse “salto” nos valores.
Recentemente, uma equipe de pesquisadores liderada pelo Flatiron Institute encontrou uma nova pista ao analisar a possibilidade de que a lacuna esteja relacionada à idade dos planetas. O estudo utilizou dados coletados pelo telescópio Kepler, que monitora a quantidade de luz oriunda de estrelas distantes.
Quando um exoplaneta se move entre a Terra e uma estrela, a luz desta diminui. Ao analisar a velocidade deste movimento, o tamanho da estrela e a extensão da redução da luminosidade, os astrônomos conseguem estimar o tamanho do exoplaneta.
A dica para esta nova abordagem surgiu a partir de novas análises dos dados já disponíveis. Uma vez que estimar o tamanho de estrelas e exoplanetas pode ser algo bem complicado, foram selecionadas apenas informações de planetas cujos diâmetros eram conhecidos com segurança. Este processamento de dados revelou que a lacuna nos raios era até maior do que se pensava anteriormente.
Em seguida, os cientistas dividiram os corpos celestes em dois grupos, com base no fato de serem mais jovens ou mais velhos do que 2 bilhões de anos (A Terra, para comparação, tem 4,5 bilhões de anos). Estes cálculos foram estimados pela determinação da idade das estrelas, pois estas e os planetas que as orbitam se formam simultaneamente e têm idades similares.
Ao organizar os dados desta forma, a equipe descobriu que, entre planetas mais jovens, o tamanho de planeta mais raro é aquele com raio de cerca de 1,6 vezes o raio da Terra. Já entre os de idade mais avançada, os planetas mais incomuns têm dimensões de 1,8 vezes o raio da Terra. A implicação destas informações, conforme os pesquisadores propõem, é que alguns mini-Netunos encolhem drasticamente ao longo de bilhões de anos.
O encolhimento acontece à medida que ocorrem vazamentos em suas atmosferas, deixando para trás apenas um núcleo sólido. Ao perderem gás, os mini-Netunos sofrem um “salto” na redução de tamanho e passam a ter raios correspondentes aos de super-Terras.
Os cientistas propõem dois mecanismos para explicar a perda de gás e, consequentemente, a existência da lacuna nos raios. O calor residual da formação planetária adiciona lentamente energia à atmosfera do planeta durante bilhões de anos. Isto faz com que o gás escape para o espaço ao longo destes bilhões de anos. Já a radiação intensa de estrelas próximas a um exoplaneta, num processo que chamamos de fotoevaporação, pode ocasionar a perda do gás num período que varia entre 100 milhões a bilhões de anos.
“Provavelmente ambos os processos são importantes. Mas vamos precisar de modelos mais sofisticados para dizer quanto cada um deles contribui para o ciclo de vida do planeta,” disse Trevor David, líder do estudo e pesquisador do Centro de Astrofísica Computacional (CCA) do Flatiron Institute. “O ponto principal é que os planetas não são as esferas estáticas de rochas e gás“, constatou.
O calor remanescente do interior dos planetas já é uma boa explicação. Porém, a radiação intensa das estrelas também pode contribuir, especialmente no início. Desta maneira, o próximo passo deve ser a criação de modelos aprimorados para entender como planetas evoluem e, assim, descobrir qual destas explicações desempenha um papel maior, considerando complexidades adicionais, como as interações entre atmosferas incipientes e campos magnéticos planetários ou oceanos de magma.
Os resultados foram publicados no periódico The Astronomical Journal.
Fonte: Scientific American
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