MADRID 6 mar. (EUROPA PRESS) -
Um novo estudo de dados do passado revela que exoplanetas com massas semelhantes às de Júpiter se formaram muito antes do que se pensava. Os resultados podem levar os cientistas a reavaliar e renovar suas teorias sobre a formação de planetas no sistema solar e em outros lugares....
A pesquisa, liderada pela Universidade Estadual de Ohio, fornece novas informações sobre o momento da acreção, o processo de acumulação de uma grande quantidade de gás e partículas sólidas ricas em carbono e oxigênio para formar grandes planetas, como Júpiter.
Os planetas se formam a partir de discos protoplanetários, nuvens rodopiantes de poeira e gás que são os ingredientes perfeitos para a formação de planetas. Esse novo estudo sugere que a acreção ocorre em um estágio inicial, quando os discos são maciços e muito mais jovens do que os pesquisadores pensavam anteriormente.
Embora o número de exoplanetas recém-confirmados tenha continuado a crescer, as origens desses mundos e os fatores que influenciam sua formação são um quebra-cabeça que os cientistas ainda estão tentando resolver. Por exemplo, pensava-se inicialmente que exoplanetas semelhantes a Júpiter levariam entre 3 e 5 milhões de anos para se formar completamente; observações recentes agora sugerem que, para um gigante gasoso como Júpiter, esse processo provavelmente se aproxima de 1 a 2 milhões de anos.
Essa descoberta desafia as teorias existentes dos pesquisadores sobre a "idade" dos discos protoplanetários nos quais esses planetas se formaram, disse o autor do estudo, Ji Wang, professor assistente de astronomia da Universidade Estadual de Ohio. Os resultados podem levar os cientistas a reavaliar e renovar suas teorias sobre a formação de planetas no sistema solar e em outros lugares.
"Tudo o que sabemos sobre exoplanetas pode ser colocado no contexto do sistema solar e vice-versa", disse Wang em um comunicado. "Normalmente, a formação de planetas é um esquema de baixo para cima, ou seja, começa com pequenos objetos que se acumulam para formar um planeta maior, mas, dessa forma, leva tempo."
Embora os exoplanetas se refiram a objetos planetários que orbitam muito além dos limites do nosso sistema solar, entender mais sobre como eles se formam poderia ajudar os pesquisadores a aprender mais sobre a evolução do sistema solar e da Terra primitiva, que se formou muito depois de Júpiter, mas ainda assim foi muito afetada por ele.
A interpretação "de baixo para cima" da formação dos planetas é chamada de "teoria da acreção do núcleo", mas outro mecanismo de formação possível é quando os planetas se formam por meio da instabilidade gravitacional, quando os aglomerados em um disco ao redor de uma estrela são maciços demais para se sustentarem e entram em colapso para formar planetas. Como a história de acreção de um planeta pode estar intimamente ligada a esses dois mecanismos de formação evolutiva convincentes, mas complementares, disse Wang, é importante determinar qual processo ocorre com mais frequência.
O estudo foi publicado recentemente no The Astrophysical Journal.
O estudo analisou uma amostra de sete exoplanetas gigantes gasosos cujas propriedades químicas estelares e planetárias já haviam sido medidas diretamente por estudos anteriores e as comparou com dados sobre os gigantes gasosos do nosso sistema solar, Júpiter e Saturno.
Wang mostrou que a formação inicial desses exoplanetas é consistente com evidências recentes de que Júpiter se formou muito antes do que se pensava. Essa descoberta se baseia na quantidade surpreendentemente alta de sólidos que esses exoplanetas acrecentaram.
Todos os materiais que se acumulam no início da formação de um planeta aumentam a metalicidade de sua atmosfera e, ao observar os traços que eles deixam para trás, os pesquisadores podem medir a quantidade de sólidos que o planeta acumulou.
Quanto maior a metalicidade, mais sólidos e metais (qualquer elemento da tabela periódica com massa maior que a do hidrogênio e do hélio) os cientistas podem supor que se acumularam durante o processo de formação, disse Wang.
"Podemos inferir que, em média, cada um dos cinco planetas amostrados acumulou o equivalente a 50 massas terrestres em sólidos", disse ele. "Uma quantidade tão grande de sólidos só pode ser encontrada quando um sistema tem menos de 2 milhões de anos, mas em nosso sistema solar, a quantidade total de sólidos disponíveis é apenas da ordem de 30 a 50 massas terrestres."
Esses novos dados implicam que os blocos de construção usados para formar exoplanetas estavam disponíveis em um estágio anterior da evolução do disco protoplanetário do que o esperado e que a disponibilidade desses blocos de construção diminuiu muito em um período de milhões de anos. Wang disse que, como os cientistas normalmente não esperam encontrar evidências de que os planetas se formaram tão cedo, essa é uma descoberta que as teorias atuais provavelmente terão dificuldade em conciliar.
"Esses exoplanetas se formaram tão cedo que ainda havia um grande reservatório de metais disponíveis", disse Wang. "Isso é algo para o qual a comunidade científica não estava totalmente preparada e, por isso, agora eles terão dificuldade em encontrar novas teorias para explicar esse fato.
Como os gigantes gasosos absorvem grandes quantidades de matéria durante a acreção, sua formação e migração pelo espaço também afetam o desenvolvimento de planetas rochosos em outros lugares em um disco protoplanetário. No sistema solar, acredita-se que esse fenômeno tenha feito com que Júpiter e Saturno empurrassem Mercúrio para fora de sua órbita original e com que Marte se tornasse muito menor do que a Terra ou Vênus.
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