Discos protoplanetários podem ter "fábrica" de superterras

Uma nova teoria da formação de planetas rochosos pode explicar a origem das chamadas “superterras”, o nome dado aos exoplanetas algumas vezes mais massivos que a Terra. Eles são os tipos mais comuns encontrados em nossa galáxia e, talvez, a teoria explique o porquê daquelas em sistemas planetários únicos terem tamanhos tão parecidos.

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No Sistema Solar, há os planetas mais internos e próximos do Sol (rochosos) e os maiores, mais distantes do nosso astro (os gasosos). Já as superterras são exoplanetas mais massivos que o nosso; algumas podem ter atmosferas de hidrogênio e são encontradas orbitando suas estrelas bem de perto, o que sugere que migraram para suas localizações atuais.

Alessandro Morbidell, coautor do novo estudo, observa que ele e seus colegas produziram um modelo em que as superterras eram formadas na parte congelada do disco protoplanetário (o disco de gás e poeira formado ao redor da estrela no centro do sistema em evolução). “O modelo poderia explicar as massas e as órbitas das super terras, mas previa que todas eram ricas em água”, acrescentou.

O problema, no entanto, é que observações recentes mostraram que a maioria das superterras é rochosa como a Terra, mesmo se estiver cercada por uma atmosfera de hidrogênio. Em outro estudo publicado em 2020, os autores investigaram os processos que poderiam ter originado planetas rochosos e sistemas uniformes com superterras com base na formação das maiores luas de Júpiter.

Agora, eles sugerem a ocorrência de algum mecanismo parecido para a formação de planetas ao redor de estrelas. No caso de planetas, eles observam que a concentração em grande escala de material rochoso sólido ocorre em uma faixa estreita do disco protoplanetário, onde o vapor do silicato é condensado para formar estruturas rochosas sólidas.

Na nova teoria, esta região seria como uma “fábrica de planetas” que, ao longo do tempo, iria produzir planetas rochosos de tamanho similar. Quando ficarem massivos o suficiente, as interações com o disco devem trazer os planetas para mais perto de sua estrela, o que explicaria os sistemas planetários “unificados”.

Se um anel rochoso tiver bastante massa, os planetas podem crescer até migrarem para longe do anel, formando um sistema de superterras similares. Por outro lado, se o anel tiver pouca massa, ele pode produzir um sistema mais parecido com os planetas rochosos encontrados no Sistema Solar.

O artigo com os resultado do estudo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Nature Astronomy; Via: Caltech