Exoplaneta feito de metais pesados é encontrado orbitando estrela próxima
Ilustração mostrando uma estrela anã vermelha orbitada por um exoplaneta hipotético. Crédito NASA/ESA/STScI/G. Bacon
Cinco mil mundos. Este é o próximo e mais almejado marco na busca contínua por planetas. E o seu total confirmado nos nossos catálogos está apenas a algumas centenas antes dele. Entretanto, mais importante do que os próprios números, é a diversidade que eles revelam. Uma fração dos mundos nos cofres dos astrônomos se assemelham aos que orbitam nosso Sol. Mas a maioria são muito mais alienígenas: gigantes gasosos chamuscados que circulam sua estrela a cada alguns dias, bolas de algodão do tamanho de Netuno com a densidade de algodão doce, e séries de planetas pequenos esmagados como sardinhas ao redor de minúsculas estrelas geladas. Comparato a estes, nosso familiar e supostamente típico Sistema Solar que vira o estranho.
O mais novo exoplaneta esquisito a desafiar nossas preconcepções e reforçar o quanto ainda temos para descobrir é GJ 367b. Ele é mundo tão estranho que parece se encaixar melhor em uma capa de álbum de heavy metal ou nas páginas de uma história de ficção científica de baixa qualidade do que na realidade. Anunciado em 2 de dezembro no periódico Science, esse planeta pode ser, essencialmente, uma esfera brilhante de ferro meio derretido com três quartos do tamanho da Terra.
Característica do exoplaneta GJ 367b
Descoberto por Kristine Lame seus colegas, do Centro Alemão Aeroespacial (DLR, na sigla em inglês), usando o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), da NASA, GJ 367b é um mundo “sub-Terra” peculiar localizado relativamente próximo, ao redor de uma pequena anã vermelha a aproximadamente 31 anos-luz de distância de nós. As medições do TESS mostraram que o planeta possui 9.000 quilômetros de diâmetro — aproximadamente um terço maior que Marte — e observações subsequentes usando outra instalação, o High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS), do Observatório Europeu do Sul, revelou que ele possui metade da massa da Terra.
Dessa forma, ao considerá-los em conjunto, esses resultados sugerem uma densidade espantosa — por volta de oito gramas por centímetro cúbico, próxima da do ferro. “O planeta provavelmente contém cerca de 80% de ferro em relação ao seu raio,” disse Lam, com o resto do planeta envolto de um manto rochoso de silicatos, uma estrutura similar a Mercúrio, no nosso Sistema Solar.
Mas, ao contrário de Mercúrio, que gira a 58 quilômetros do nosso Sol em uma órbita de 88 dias, GJ 367b é muito mais próximo de sua estrela, completando uma órbita em apenas 7,7 horas em uma distância de somente um milhão de quilômetros. Isso significa que a temperatura da superfície banhada de luz pode ser tão alta quanto 1.500°C, o suficiente para derreter tanto rochas como metais. “Provavelmente não é muito agradável viver nele,” afirma Lam.
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Cerca de 100 destes “exoplanetas rochosos de período ultra-curto” foram encontrados, mas GJ 367b se destaca entre eles como o menor e menos massivo já visto. Sua proximidade com a sua estrela significa que ele muito provavelmente teve sua rotação travada pelos efeitos gravitacionais. Assim, isso significa que ele sempre tem o mesmo hemisfério voltado na direção da estrela, como a Lua faz com a Terra. As enormes temperaturas no lado do dia podem indicar que esta metade do planeta está coberta de um oceano de magma. “Nessas temperaturas você espera que os silicatos estejam na fase líquida,” disse Alexandre Santerne, da Universidade Aix-Marseille, na França. Ele não estava envolvido com este trabalho, mas anteriormente descobriu outro exoplaneta semelhante a Mercúrio. “Seria como uma grande piscina de magma.”
Enquanto isso, o lado da noite do planeta teria temperaturas imensamente menores, o que significa que ele “deve ser sólido como pedra,” afirma Santerne. No limite entre noite e dia, espera-se “alguma transição entre rochas bem frias e o magma,” explica ele. Essa diferença pode resultar em ventos tempestuosos se o planeta tiver qualquer coisa semelhante a uma atmosfera. Mas a maioria dos especialistas acreditam que a proximidade estelar extrema do GJ 367b o deixou sem qualquer ar há muito tempo.
Como o exoplaneta se formou?
Como o planeta alcançou esse estado abismal é um mistério que pode conter implicações importantes para nosso próprio Sistema Solar. As mesmas forças gravitacionais que levaram GJ 367b a travar sua rotação deveriam ter impedido o processo de formação planetária em primeiro lugar. Acredita-se que planetas não podem se formar extremamente perto de suas estrelas. Ao invés disso, eles provavelmente migraram de fora para dentro — um processo que algumas vezes leva a choques interplanetários espetaculares quando mundos literalmente colidem.
Impactos gigantes semelhantes podem ter dado a forma ao nosso Mercúrio, que, talvez, um dia pode ter tido uma estrutura mais semelhante à da Terra. “A melhor teoria, que não é uma ótima teoria, é que algum objeto colidiu com Mercúrio e deixou para trás um objeto feito majoritariamente de ferro,” afirma Joshua Winn. Ele trabalha na Universidade de Princeton (EUA) e é coautor no artigo sobre a descoberta do GJ 367b. Mas essa hipótese é “um pouco desconfortável, porque ela envolve essa colisão para a qual não temos nenhuma outra evidência,” adiciona ele. “Se nós descobrirmos por que esses planetas ricos em ferro de período ultracurto existem, talvez tenha alguma conexão com a história de Mercúrio.”
Uma possibilidade é que, ao invés de ser o resultado de uma colisão cataclísmica, mundos rochosos de período ultracurto como GJ 367b podem ser os núcleos de ferro deixados para trás quando efeitos estelares destróem os envoltórios gasosos de planetas gigantes gasosos. O censo de exoplanetas em constante expansão dos astrônomos encontrou tanto “Júpiters quentes” e gigantes como mundos parecidos com GJ 367b em órbitas muito próximas ao redor de estrelas. Planetas semelhantes a Netuno, intermediários entre os dois, ainda são notavelmente ausentes nesses arredores extremos.
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A explicação pode ser que esses mundos, empurrados para dentero por outro planeta no sistema, perdem suas atmosferas de hidrogênio e hélio enquanto eles se aproximam das estrelas, deixando apenas seus interiores rochosos para trás. “É bem convincente que [GJ 367b] era um planeta maior que foi, na verdade, frito [até diminuir],” explica Don Pollacco, antigo professor de Lam da Universidade de Warwick (Inglaterra), que não estava envolvido no estudo. “Você pode imaginar que estamos olhando para o núcleo comprimido de um planeta evaporado.”
Para Mercúrio, dada sua distância comparavelmente maior do Sol, uma história de origem tão exótica é improvável. Mas estudos futuros de Mercúrio, ao lado de mais observações e descobertas de planetas de período ultracurto com instalações da próxima geração, como o Telescópio Espacial James Webb, podem nos trazer mais perto de responder como tais mundos surgiram. Mais do que qualquer coisa, esse trabalho continua a destacar que, entre os milhares de planetas para além do Sistema Solar que hoje conhecemos, continuamos encontrando mundos estranhos e maravilhosos. “Nós fomos procurar por sistemas solares,” disse Pollacco. Ao invés disso, o que encontramos, e continuamos a encontrar, são mundos diferentes de qualquer coisa que poderíamos ter imaginado.
Publicado originalmente em 02/12/2021.