O exoplaneta conhecido como L 98-59 d orbita uma pequena estrela vermelha a cerca de 35 anos-luz da Terra.
© M. Garlick (ilustração do exoplaneta L 98-59 d)
Observações recentes do telescópio espacial James Webb e de observatórios terrestres sugeriram algo incomum: o exoplaneta tem uma densidade particularmente baixa, dado o seu tamanho (que é cerca de 1,6 vezes o da Terra) e contém quantidades significativas de sulfureto de hidrogênio na sua atmosfera.
Até agora, os astrônomos teriam classificado um planeta como este numa de duas categorias conhecidas: ou um "anão gasoso" e rochoso com uma atmosfera de hidrogênio, ou um mundo rico em água composto por oceanos profundos e por gelo. Mas estas novas descobertas revelam que L 98-59 d não se enquadra em nenhuma dessas descrições, ao invés, parece pertencer a uma classe totalmente diferente de planetas, contendo moléculas pesadas de enxofre.
Utilizando simulações computacionais avançadas, pesquisadores reconstruiram a história do exoplaneta desde pouco depois do seu nascimento até aos dias de hoje, um período de quase cinco bilhões de anos. Ao ligar diretamente as observações telescópicas a estes modelos físicos detalhados do interior e da atmosfera planetária, conseguiram determinar o que deve estar ocorrendo nas profundezas do planeta.
Os seus resultados revelam que o manto de L 98-59 d é provavelmente constituído por silicato fundido (semelhante à lava na Terra), com um oceano global de magma que se estende por milhares de quilômetros abaixo da superfície. Este vasto reservatório fundido permite que o planeta armazene quantidades extremamente grandes de enxofre nas profundezas do seu interior, ao longo de escalas geológicas de tempo. O oceano de magma também ajuda L 98-59 d a reter uma atmosfera espessa rica em hidrogênio, contendo gases que contêm enxofre, como o sulfureto de hidrogênio (H2S), responsável pelo cheiro característico de ovos podres.
Normalmente, este seria perdido para o espaço ao longo do tempo, devido aos raios X produzidos pela estrela hospedeira. Ao longo de milhares de milhões de anos, as interações químicas entre o seu interior fundido e a atmosfera moldaram o que os telescópios observam hoje em L 98-59 d. Os pesquisadores sugerem que L 98-59 d pode ser o primeiro membro reconhecido de uma população mais ampla de planetas sulfurosos ricos em gás que sustentam oceanos de magma e de longa duração. Se assim for, a diversidade de mundos na nossa Galáxia pode ser ainda maior do que se imaginava anteriormente.
As observações do telescópio espacial James Webb realizadas em 2024 indicaram a presença de dióxido de enxofre, entre outros gases sulfurosos, nas camadas superiores da atmosfera de L 98-59 d. Os novos modelos da equipe mostram que estes gases podem ser criados quando a luz ultravioleta da estrela hospedeira, a anã vermelha L 98-59, desencadeia reações químicas. Ao mesmo tempo, o oceano de magma abaixo atua como um enorme reservatório para armazenar estes gases voláteis, acumulando-os e libertando-os ao longo de bilhões de anos após a formação do planeta. Esta combinação de armazenamento profundo de voláteis no seu interior e da química atmosférica impulsionada pelos raios ultravioleta explica as propriedades notáveis do planeta.
De acordo com as simulações, L 98-59 d provavelmente formou-se com uma quantidade muito grande de material volátil e pode ter-se assemelhado, em tempos, a um planeta sub-Netuno de maiores dimensões. Ao longo de bilhões de anos, foi encolhendo gradualmente à medida que arrefecia e perdia parte da sua atmosfera. É importante referir que os oceanos de magma representam os estados iniciais universais de todos os planetas rochosos (incluindo a Terra e Marte), pelo que novos conhecimentos acerca da física dos oceanos de magma podem fornecer informações sobre o nosso próprio mundo e sobre a sua história primordial.
O telescópio espacial James Webb está coletando uma grande quantidade de novos dados, com mais a caminho pelas futuras missões Ariel e PLATO. Os pesquisadores pretendem aplicar as suas simulações a estas novas medições, utilizando métodos de aprendizagem de máquina, para mapear a diversidade de mundos localizados além do Sistema Solar e estabelecer ligações com as suas histórias iniciais. Ao fazê-lo, será possível aprender como os planetas se formam, como evoluem e, assim, definir expectativas sobre quais podem ser habitáveis.
Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.
Fonte: University of Oxford