Exoplanetas rochosos são ainda mais estranhos do que se imaginava

Cientistas tiveram de criar novos nomes para descrever as rochas que existiram em planetas rochosos situados a menos de 700 anos-luz do Sistema Solar

Detritos rochosos, os pedaços de um antigo planeta rochoso que se fragmentou, espiralam para dentro em direção a uma anã branca nesta ilustração. Estudando a atmosfera das anãs brancas que foram “poluídas” por tais detritos, um astrônomo e geólogo do NOIRLab identificou tipos de rochas exóticas que não existem no Sistema Solar. Os resultados sugerem que os exoplanetas rochosos próximos devem ser ainda mais estranhos e mais diversificados do que se pensava anteriormente. Crédito: NOIRLab/NSF/Aura/J. da Silva/M. Zamani/M. Kosari (NOIRLab da NSF)

Astrônomos já descobriram milhares de planetas orbitando estrelas em nossa galáxia – conhecidos como exoplanetas. No entanto, é difícil saber do que exatamente esses planetas são feitos, ou se algum se parece com a Terra. Para tentar descobrir isso, o astrônomo Siyi Xu, do NOIRLab, centro de pesquisa e desenvolvimento da National Science Foundation (NSF), dos Estados Unidos, fez uma parceria com o geólogo Keith Putirka, da Universidade Estadual da Califórnia em Fresno, para estudar as atmosferas do que são conhecidas como “anãs brancas poluídas”. Os resultados da investigação foram publicados na revista Nature Communications.

As anãs brancas poluídas são os núcleos densos e colapsados ​​de estrelas antes normais como o Sol, que contêm material estranho de planetas, asteroides ou outros corpos rochosos que orbitaram a estrela, mas acabaram caindo na anã branca e “contaminando” sua atmosfera. Procurando por elementos que não existiriam naturalmente na atmosfera de uma anã branca (qualquer coisa além de hidrogênio e hélio), os cientistas podem descobrir de que são feitos os objetos planetários rochosos que caíram na estrela.

Variedade maior

Putirka e Xu observaram 23 anãs brancas poluídas, todas a cerca de 650 anos-luz do Sol, onde cálcio, silício, magnésio e ferro foram medidos com precisão usando o Observatório W. M. Keck no Havaí, o telescópio espacial Hubble e outros observatórios. Os cientistas então usaram as quantidades medidas desses elementos para reconstruir os minerais e rochas que se formariam a partir deles. Eles descobriram que essas anãs brancas têm uma gama muito mais ampla de composições do que qualquer um dos planetas internos do nosso Sistema Solar. Isso sugere que seus planetas teriam uma variedade maior de tipos de rochas. Na verdade, algumas das composições são tão incomuns que Putirka e Xu tiveram de criar novos nomes (como “piroxenitos de quartzo” e “dunitos de periclásio”) para classificar os novos tipos de rocha que devem ter existido nesses planetas.

“Embora alguns exoplanetas que orbitaram anãs brancas poluídas pareçam semelhantes à Terra, a maioria tem tipos de rocha exóticos para o nosso Sistema Solar”, disse Xu. “Eles não têm contrapartes diretas no Sistema Solar.”

Putirka descreveu o que esses novos tipos de rocha podem significar para os mundos rochosos aos quais pertencem. “Alguns dos tipos de rocha que vemos nos dados das anãs brancas dissolveriam mais água do que as rochas na Terra e poderiam impactar o desenvolvimento dos oceanos”, explicou ele. “Alguns tipos de rocha podem derreter em temperaturas muito mais baixas e produzir crosta mais espessa do que as rochas terrestres, e alguns tipos de rocha podem ser mais fracos, o que pode facilitar o desenvolvimento de placas tectônicas.”

Origem no manto

Estudos anteriores de anãs brancas poluídas encontraram elementos de corpos rochosos, incluindo cálcio, alumínio e lítio. No entanto, Putirka e Xu explicam que esses são elementos menores (que normalmente constituem uma pequena parte de uma rocha da Terra) e as medições dos elementos principais (que constituem uma grande parte de uma rocha da Terra), especialmente o silício, são necessárias para realmente conhecer que tipo de rocha teria existido nesses planetas.

Além disso, Putirka e Xu afirmam que os altos níveis de magnésio e os baixos níveis de silício medidos nas atmosferas das anãs brancas sugerem que os detritos rochosos detectados provavelmente vieram do interior dos planetas – do manto, não de sua crosta. Alguns estudos anteriores de anãs brancas poluídas relataram sinais de que a crosta continental existia nos planetas rochosos que orbitavam essas estrelas, mas Putirka e Xu não encontraram evidências de rochas crustais. No entanto, as observações não excluem completamente que os planetas teriam tido crosta continental ou outros tipos de crosta. “Acreditamos que se a rocha crustal existe, não podemos vê-la, provavelmente porque ocorre em uma fração muito pequena em comparação com a massa de outros componentes planetários, como o núcleo e o manto, a serem medidos”, afirmou Putirka.

De acordo com Xu, a combinação de um astrônomo e um geólogo foi a chave para desvendar os segredos escondidos na atmosfera das anãs brancas poluídas. “Conheci Keith Putirka em uma conferência e fiquei animado por ele poder me ajudar a entender os sistemas que eu estava observando. Ele me ensinou geologia e eu lhe ensinei astronomia, e descobrimos como dar sentido a esses misteriosos sistemas exoplanetários.”

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