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Exoplaneta rochoso pode ter explodido a própria atmosfera

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Astrônomos identificaram um mundo alienígena que pode ter perdido sua atmosfera em um processo incomum. Designado TOI-512b, o exoplaneta foi detectado pelo satélite TESS, da NASA, e teve suas características confirmadas pelo instrumento ESPRESSO, instalado no Very Large Telescope (VLT), no Chile. 

A descoberta pode ajudar a explicar um mistério da astronomia: a falta de planetas com raios entre 1,8 e 2,4 vezes o tamanho da Terra, conhecida como “Deserto de Netunos Quentes”.

O TOI-512b é classificado como uma superterra, um tipo de exoplaneta maior que a Terra, mas menor que Netuno. Esses corpos podem ter composições diversas, desde mundos rochosos até planetas com atmosferas espessas. No caso do TOI-512b, ele parece ter perdido grande parte de sua camada gasosa.

Representação artística de um planeta superterra. Crédito: NASA

Localizado a 218 anos-luz, esse exoplaneta orbita sua estrela a cada 7,1 dias, a apenas 9,8 milhões de quilômetros. Isso o expõe a uma intensa radiação estelar, fazendo com que ele seja extremamente quente. TOI-512b tem um raio 1,54 vez maior que o da Terra e uma massa 3,57 vezes superior. Sua densidade média, de 5,62 gramas por centímetro cúbico, é um pouco maior que a da Terra, sugerindo uma composição rochosa.

Os cientistas acreditam que ele pode ter sido um planeta maior e gasoso, semelhante a Netuno, mas que perdeu grande parte de sua atmosfera ao longo do tempo. Existem duas principais hipóteses para explicar esse fenômeno. A primeira sugere que a radiação da estrela pode ter “soprado” os gases, deixando para trás um núcleo menor e mais denso. A segunda aponta que o calor interno do planeta pode ter aquecido sua camada gasosa, facilitando sua dissipação.

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Exoplanetas podem perder suas atmosferas por mecanismos diversos

Os cálculos indicam que o TOI-512b tem um pequeno núcleo representando 13% de sua massa, um manto de 69% e uma camada de água de 16%. Sua fina camada gasosa corresponde a apenas 2% da massa total, o que sugere que ele perdeu grande parte de sua atmosfera original. 

Caso a radiação estelar fosse a única responsável por essa perda, não haveria mais vestígios de água. No entanto, como ainda há indícios, os cientistas acreditam que a perda de massa alimentada pelo núcleo seja a explicação mais plausível.

Exoplaneta TOI-512b orbita a estrela TOI-512 a cada 7,1 dias, a apenas 9,8 milhões de km de distância. Crédito: Stellarcatalog

Esse processo pode levar bilhões de anos, o que se encaixa com a idade estimada do planeta, de 8,2 bilhões de anos. No entanto, os pesquisadores alertam que diferentes planetas podem perder suas atmosferas por mecanismos variados. Alguns podem ser mais afetados pela radiação estelar, enquanto outros podem passar por ambos os processos simultaneamente.

O estudo também descartou a presença de um segundo planeta que havia sido sugerido em observações anteriores do TESS (sigla em inglês para Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito). Para obter mais informações sobre a composição do TOI-512b, os astrônomos esperavam utilizar o Telescópio Espacial James Webb (JWST), mas ele pode não ser adequado para esse tipo de análise. Em vez disso, futuras observações podem ser feitas pelo espectrômetro ANDES (Espectrógrafo Echelle de Alta Dispersão ArmazoNes), que será instalado no Extremely Large Telescope (ELT), atualmente em construção no Chile.

Relatada em um artigo publicado este mês na revista Astronomy & Astrophysics, a descoberta do TOI-512b fornece pistas valiosas sobre a evolução dos exoplanetas e ajuda a entender por que alguns mundos desaparecem da categoria de planetas gasosos. 

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Cicatrizes ocultas da Terra podem desvendar a formação dos planetas rochosos

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Uma pesquisa publicada nesta quarta-feira (26) na revista Nature traz novas pistas sobre os primeiros dias da Terra e pode mudar o que a ciência entende sobre a formação dos planetas rochosos. 

Liderado pelo professor Charles-Édouard Boukaré, da Universidade de York, no Canadá, o estudo conecta diretamente os processos internos que aconteceram nos primeiros 100 milhões de anos do planeta à estrutura que ele apresenta atualmente.

Em poucas palavras:

  • Um estudo canadense traz novas informações sobre a origem da Terra;
  • Os pesquisadores analisaram os primeiros 100 milhões de anos do planeta;
  • Eles descobriram que a estrutura do manto inferior se formou há cerca de quatro bilhões de anos;
  • A equipe criou um modelo matemático para simular como o manto passou do estado líquido para sólido;
  • Descobriu-se que os cristais do manto surgiram em baixa pressão, perto da superfície, e não nas profundezas;
  • Isso pode mudar o que a ciência entende sobre a formação da Terra e de outros planetas rochosos.

O trabalho combina física e química para explicar a evolução inicial da Terra. Em um comunicado, Boukaré revela que essa é a primeira vez que um modelo físico mostra que a estrutura do manto inferior do planeta foi definida há cerca de quatro bilhões de anos.

Simulações numéricas da solidificação do manto da Terra a partir de um estado oceânico de magma mole. Crédito: Boukaré, CÉ., Badro, J. & Samuel, H.

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Eventos dos primeiros anos da Terra influenciam o planeta até hoje

O manto é uma camada espessa de rocha que envolve o núcleo de ferro da Terra. Essa estrutura é essencial porque influencia a dinâmica interna do planeta, incluindo o resfriamento do núcleo e a manutenção do campo magnético terrestre, que protege a Terra da radiação espacial.

A ciência já sabia bastante sobre a estrutura atual do manto graças a estudos de sismologia e geodinâmica. No entanto, Boukaré explica que ainda restava uma dúvida importante: há quanto tempo essas estruturas existem e como surgiram? 

Segundo o pesquisador, é como tentar entender como as experiências de infância moldam um adulto. “Assim como uma criança tem muita energia e faz coisas imprevisíveis, os planetas jovens também passam por transformações intensas”, explica Boukaré. “Muitos desses eventos nos primeiros anos continuam influenciando o planeta até hoje”.

Assinatura geoquímica da solidificação do oceano de magma para um intermediário

A equipe de Boukaré desenvolveu um novo modelo matemático, já que os modelos anteriores focavam apenas no estado atual, sólido, do manto. Os cientistas decidiram investigar o momento em que o manto ainda estava quente e parcialmente derretido, logo após a formação da Terra.

Esse modelo simula como o manto passou do estado líquido para o sólido, usando uma técnica que analisa diferentes fases do fluxo de magma. O estudo revelou um resultado surpreendente: a maioria dos cristais do manto se formou em baixa pressão, próximo à superfície, e não em alta pressão, como antes se pensava.

Essa descoberta desafia teorias antigas que afirmavam que a química do manto inferior era moldada apenas por reações de alta pressão, ocorridas em grandes profundidades. Agora, os cientistas precisam considerar também processos de baixa pressão.

Além de revelar detalhes sobre o passado da Terra, o estudo pode ajudar a prever como outros planetas rochosos evoluem. “Se soubermos como tudo começou, poderemos entender melhor como esses planetas se transformam ao longo do tempo”, conclui Boukaré.

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