Planetas semelhantes à Terra parecem ser "protegidos" por gigantes como Júpiter

Por Danielle Cassita | 15 de Outubro de 2020 às 11h12
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A organização dos planetas rochosos não é aleatória e, ainda, parece depender de algumas condições iniciais — é o que indica um novo estudo feito por uma equipe internacional de astrônomos e liderado por Martin Schlecker, do Max Planck Institute for Astronomy. Eles descobriram evidências sólidas de que, na verdade, os planetas rochosos semelhantes ao nosso costumam ocorrer junto de um planeta parecido com Júpiter, em uma órbita mais ampla.

Nesses casos, esses gigantes gasosos recebem o apelido de “Júpiter frio”, porque “crescem longe da estrela central, onde a água congela”, explica Martin Schlecker, principal autor do estudo. Já as "super-Terras" seriam os planetas rochosos e mais massivos que a Terra, que têm atmosfera fina e raramente possuem água ou gelo. Encontrar um Júpiter frio junto de uma super-Terra rica em gelo na região interna do sistema é quase impossível. Assim, a equipe simulou cerca de mil sistemas planetários em desenvolvimento com diferentes características à volta de uma estrela parecida com o Sol, e analisaram o ciclo de vida destes sistemas ao longo de alguns bilhões de anos. A ideia era verificar a descoberta recente de o Júpiter frio quase sempre ter uma super-Terra. Eles notaram que o contrário ocorre: em cerca de 30% dos sistemas planetários onde há uma super-Terra, existe também um Júpiter frio.

Em (a), o esquema mostra a simulação com super-Terras congeladas, e (b), super-Terras rochosas (Imagem: Reprodução/Schlecker et al./MPIA)

Com as simulações, eles perceberam que as super-Terras e os Júpiteres frios têm chances um pouco maiores de ocorrerem juntos em um sistema planetária do que se estiverem sozinhos. Uma explicação para isso estaria na taxa de migração dos planetas gasosos para a parte interna do sistema, de modo que eles interferem nas as órbitas interiores e fazem com que as super-Terras sejam ejetadas ou entrem em colisões. Com uma tendência levemente menor de planetas gasosos migrarem, mais super-Terras se manteriam onde estão — e isso sim combina com as observações Em simulações feitas pelo grupo da Universidade de Berna e Heidelberg, eles encontraram um excesso de sistemas planetários com um Júpiter frio e pelo menos uma super-Terra bem seca.

Assim, eles concluíram que a constelação final é determinada principalmente pela massa do disco protoplanetário, ou seja, a quantidade de material disponível para a formação dos planetas: nos discos de média massa, não há material suficiente para produzir super-Terras e formar planetas massivos como Júpiter. O material existente se condensa para formar super-Terras com alta proporção de gelo, que iriam migrar para o interior do sistema gradualmente. Enquanto isso, existe material suficiente em discos massivos para formar planetas como a Terra a distâncias razoáveis da estrela central, com pouco gelo e gás. Fora da órbita do Júpiter frio, super-Terras ricas em gelo poderiam se formar, e teriam migração limitada pela influência do gigante gasoso.

Estes conceitos são complexos, e só poderão ser verificados com instrumentos poderosos como o telescópio espacial James Webb ou o Extremely Large Telescope (ELT). Mesmo assim, esse resultado poderia ser aplicado até para planetas rochosos e secos, com massa e tamanho semelhantes ao da Terra. Então, pode não ser coincidência o fato de o Sistema Solar ter planetas como Júpiter e a Terra.

O estudo será publicado na revista Astronomy & Astrophysics e já pode ser acessado no repositório arXiv.

Fonte: MPIA

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