Planetas como a Terra seriam comuns no universo, afirmam cientistas

Estudo americano que utiliza método pioneiro revela que o material constituinte de planetas rochosos é bem parecido universo afora

Exoplanetas como o HD 219134b (aqui visto em concepção artística) têm uma constituição parecida com a da Terra. Crédito: Nasa/JPL-Caltech

A Terra não é mesmo única: planetas parecidos com o nosso podem ser comuns no universo, sugere um novo estudo de astrofísicos e geoquímicos da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA). O trabalho, que contou com o suporte da Nasa, foi publicado na revista “Science”.

Liderados por Alexandra Doyle, estudante de geoquímica e astroquímica da UCLA, os cientistas desenvolveram um novo método para analisar em detalhes a geoquímica de planetas fora do Sistema Solar. O método tem origem na análise dos elementos presentes nas rochas de asteroides ou fragmentos de planetas rochosos que orbitavam seis estrelas anãs brancas.

Os dados analisados ​​por Doyle foram coletados por telescópios, principalmente do Observatório WM Keck, no Havaí, que os cientistas espaciais haviam coletado anteriormente para outros fins científicos.

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“Aprender a composição de planetas fora do Sistema Solar é muito difícil”, disse a coautora Hilke Schlichting, professora associada de astrofísica e ciência planetária da UCLA. “Usamos o único método possível – um método pioneiro – para determinar a geoquímica de rochas fora do Sistema Solar.”

Restos de estrelas normais

Anãs brancas são restos densos e queimados de estrelas normais. Sua forte atração gravitacional faz com que elementos pesados ​​como carbono, oxigênio e nitrogênio afundem rapidamente em seus interiores, onde os elementos pesados ​​não podem ser detectados por telescópios. A anã branca mais próxima estudada por Doyle fica a cerca de 200 anos-luz da Terra, e a mais distante, a 665 anos-luz de distância.

“Observando essas anãs brancas e os elementos presentes em sua atmosfera, estamos observando os elementos que estão no corpo que orbitam a anã branca”, disse Doyle. A grande força gravitacional da anã branca rasga o asteroide ou fragmento de planeta que a orbita, e o material cai sobre a anã branca, disse ela. “Observar uma anã branca é como fazer uma autópsia no conteúdo daquilo que devorou ​​em seu sistema solar.”

Ela acrescentou: “Se eu olhasse apenas para uma anã branca, esperaria ver hidrogênio e hélio. Mas nesses dados, também vejo outros materiais, como silício, magnésio, carbono e oxigênio – material que se acumulou nas anãs brancas a partir de corpos que estavam em sua órbita.”

Quando o ferro é oxidado, compartilha seus elétrons com o oxigênio, formando uma ligação química entre eles, disse Edward Young, professor de geoquímica e cosmoquímica da UCLA e coautor do artigo. “Isso se chama oxidação e você pode ver quando o metal se transforma em ferrugem”, afirmou. “O oxigênio rouba elétrons do ferro, produzindo óxido de ferro em vez de ferro. Medimos a quantidade de ferro oxidado nessas rochas que atingem a anã branca. Estudamos o quanto o metal enferruja.”

Estado de oxidação

Rochas da Terra, de Marte e outras partes do Sistema Solar são semelhantes em sua composição química e contêm um nível surpreendentemente alto de ferro oxidado, afirmou Young. “Medimos a quantidade de ferro oxidado nessas rochas que atingem a anã branca”, disse ele.

Segundo os pesquisadores, a oxidação de um planeta rochoso tem um efeito significativo em sua atmosfera, seu núcleo e o tipo de rochas que ele produz em sua superfície. “Toda a química que acontece na superfície da Terra pode ser rastreada até o estado de oxidação do planeta”, disse Young. “O fato de termos oceanos e todos os ingredientes necessários para a vida pode ser rastreado até o planeta estar oxidado. As rochas controlam a química.”

O sol é composto principalmente de hidrogênio, que faz o oposto de oxidar – o hidrogênio adiciona elétrons.

Até agora, os cientistas não sabiam com detalhes se a química dos exoplanetas rochosos é semelhante ou muito diferente da química da Terra.

Quão semelhantes são as rochas que a equipe da UCLA analisou em relação às rochas da Terra e de Marte? “São parecidas com a Terra e com Marte em termos de ferro oxidado”, disse Doyle. “Estamos descobrindo que rochas são rochas em todos os lugares, com geofísica e geoquímica muito semelhantes.”

Seis elementos

“Sempre foi um mistério o motivo pelo qual as rochas no Sistema Solar são tão oxidadas”, disse Young. “Não é o que você espera. Uma pergunta era se isso também seria verdade em torno de outras estrelas. Nosso estudo diz que sim. Isso é muito bom para procurar planetas parecidos com a Terra no universo.”

Os pesquisadores estudaram os seis elementos mais comuns nas rochas: ferro, oxigênio, silício, magnésio, cálcio e alumínio. Eles usaram cálculos e fórmulas matemáticas porque ainda não conseguem estudar rochas reais de anãs brancas. “Podemos determinar a geoquímica dessas rochas matematicamente e comparar esses cálculos com as rochas que temos da Terra e de Marte”, disse Doyle, que tem experiência em geologia e matemática. “Compreender as rochas é crucial porque elas revelam a geoquímica e a geofísica do planeta.”

“Se as rochas extraterrestres têm uma quantidade semelhante de oxidação à da Terra, então você pode concluir que o planeta possui placas tectônicas e potencial semelhante para campos magnéticos semelhantes aos da Terra, que se acredita serem os principais ingredientes para a vida”, disse Schlichting. “Este estudo é um salto adiante ao poder fazer essas inferências para corpos fora do nosso sistema solar e indica que é muito provável que haja realmente análogos da Terra.”