NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle
Impressão artística que ilustra a possível aparência do planeta Kepler-452b, o primeiro mundo quase do tamanho da Terra descoberto na zona habitável de uma estrela parecida com o Sol
Cientistas da Universidade de Zurique analisaram a composição e estrutura de exoplanetas distantes usando ferramentas estatísticas. A análise indica se um planeta é parecido com a Terra, se é composto por rocha pura ou um mundo de água. Quanto maior o planeta, mais hidrogênio e hélio tem.
Será que existe uma segunda Terra no espaço? Nosso conhecimento de sistemas planetários distantes evolui constantemente, à medida que surgem novas tecnologias que continuam melhorando nossas observações astronômicas.
Até hoje, já foram descobertos mais de 3.700 planetas para lá do Sistema Solar. As massas e os raios dos planetas podem ser usados para inferir sua densidade média, mas não sua composição e estrutura química exatas. A intrigante questão sobre o aspecto desses planetas está, portanto, ainda em aberto.
“Teoricamente, podemos assumir várias composições, como um mundo de água pura, um mundo de rocha pura, planetas com atmosfera de hidrogênio-hélio e explorar quais os raios esperados”, explica Michael Lozovsky, doutorando no grupo do professor Ravit Helled, do Instituto de Ciência Computacional da Universidade de Zurique.
Limites para a composição planetária
Lozovksy e colaboradores usaram bases de dados e ferramentas estatísticas para caracterizar os exoplanetas e suas atmosferas. Estes são bastante comuns e estão cercados por uma camada volátil de hidrogênio e hélio.
No entanto, os dados medidos anteriormente por via direta não permitem com que os cientistas determinem a estrutura exata, dado que diferentes composições podem levar à mesma massa e raio.
Além da precisão dos dados relativos à massa e ao raio, a equipe de pesquisa também analisou a estrutura interna, a temperatura e a radiação refletida em 83 dos 3.700 exoplanetas conhecidos, para os quais as massas e raios estão bem determinados.
“Usamos uma análise estatística para definir limites em possíveis composições. Usando uma base de dados de exoplanetas detectados, descobrimos que cada estrutura planetária teórica tem um ‘limite de raio’, um raio planetário acima do qual não existem planetas dessa composição”, explica Lozovsky.
A quantidade de elementos, na camada gasosa, mais pesados do que o hélio, a porcentagem de hidrogênio e hélio, bem como a distribuição de elementos na atmosfera, são fatores importantes na determinação do limite de raio.
Super-Terras e mini-Netunos
Os pesquisadores do Instituto de Ciência Computacional descobriram que os planetas com um raio até 1,4 vezes o da Terra (6.371 quilômetros) podem ser semelhantes à Terra, isto é, com uma composição semelhante à do nosso planeta.
Os planetas com raios acima desse limite têm uma maior proporção de silicatos ou outros materiais leves. A maioria dos planetas com um raio acima de 1,6 raio terrestre deve ter uma camada gasosa de hidrogênio-hélio ou água além do seu núcleo rochoso, enquanto aqueles com mais de 2,6 raios terrestres não podem ser mundos oceânicos e, portanto, devem estar cercados por uma atmosfera.
Espera-se que os planetas com raios superiores a 4 raios terrestres sejam muito gasosos e tenham, pelo menos, de 10% de hidrogênio e hélio, parecidos a Urano e Netuno.
As descobertas desse estudo fornecem novas informações sobre o desenvolvimento e diversidade desses planetas. Um limite particularmente interessante diz respeito à diferença entre grandes planetas terrestres – também conhecidos como super-Terras – pequenos planetas gasosos, também referidos como mini-Netunos.
Segundo os cientistas, esse limite situa-se em um raio de três vezes o da Terra. Abaixo desse limite, é possível encontrar planetas semelhantes à Terra na vasta extensão da galáxia. Os resultados da pesquisa foram publicados esta semana no Astrophysical Journal.
