Novo estudo revê a nossa imagem dos planetas mais comuns na Galáxia

 À medida que os telescópios se tornaram mais potentes, verificou-se que o nosso Sistema Solar não é o único: existem milhões de outros planetas na nossa Galáxia. 

Um novo estudo conclui que muitos "mini-Neptunos" - talvez os planetas mais comuns na nossa Galáxia - estão sob tanta pressão das suas atmosferas pesadas que a superfície é provavelmente comprimida para um estado sólido. Crédito: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

Mas ainda estamos a tentar descobrir pistas sobre como eles realmente são.

Um dos quebra-cabeças é um tipo de planeta que parece ser um dos mais comuns no Universo. Conhecidos como "mini-Neptunos", porque são um pouco mais pequenos do que Neptuno do nosso Sistema Solar, estes planetas são feitos de uma mistura de rocha e metal, com atmosferas espessas feitas principalmente de hidrogénio, hélio e talvez água. Estranhamente, apesar da sua abundância noutros locais, não têm qualquer análogo no nosso Sistema Solar, tornando a sua população uma espécie de enigma.

Mas um novo estudo publicado no passado dia 5 de novembro, liderado pela professora Eliza Kempton da Universidade de Chicago, acrescenta uma nova "ruga" à melhor imagem que já temos destes mundos distantes.

Embora anteriormente se pensasse que estes planetas estavam geralmente cobertos por oceanos de magma derretido, Kempton descobriu que as superfícies de muitos deles podem ser de facto sólidas.

No entanto, estes planetas não seriam muito divertidos para um ser humano: a superfície rochosa só é sólida porque está sob uma enorme pressão devido ao peso de uma atmosfera espessa.

"Isto altera realmente um paradigma sobre estes planetas, o que é interessante porque há tantos no Universo", disse Kempton. "No fundo, estamos literalmente a tentar perceber o que estes objetos são, porque não existem no nosso Sistema Solar".

Massa e magma

Embora saibamos que existem planetas para lá do nosso Sistema Solar - conhecidos como exoplanetas - estão tão distantes que mesmo os nossos telescópios mais potentes só conseguem captar sinais indiretos, como a queda de luz quando um planeta passa em frente da sua estrela.

No entanto, os cientistas descobriram formas criativas de interpretar os dados de que dispomos. Por exemplo, podem ter uma ideia das moléculas nas atmosferas dos planetas, analisando a luz que é filtrada através delas, e medir os efeitos gravitacionais dos planetas nas suas estrelas hospedeiras para descobrir as suas massas.

A descoberta de tantos mini-Neptunos surpreendeu os cientistas que os viram à volta de estrelas próximas, dada a sua total ausência na nossa própria vizinhança.

Devido às altas temperaturas e atmosferas pesadas, pensou-se que estes planetas teriam provavelmente mares globais de magma derretido nas suas superfícies, tal como a Terra teve brevemente. Edwin Kite, professor associado da Universidade de Chicago, previu anteriormente que estes oceanos de magma podem mesmo começar a "comer" os seus próprios céus, limitando o tamanho do planeta.

Mas ao aprofundar os dados, uma equipa de investigadores que incluía Kempton, o então estudante Bodie Breza, primeiro autor do artigo científico, e o investigador pós-doutorado Matthew Nixon (agora bolseiro na Universidade do Estado do Arizona) aperceberam-se de que a história poderia ser mais complicada.

O grupo apercebeu-se pela primeira vez da potencial reviravolta ao analisar um planeta chamado GJ 1214 b, que orbita uma estrela distante na constelação de Ofiúco. Dados recentes do Telescópio Espacial James Webb sugerem que a atmosfera deste planeta pode conter moléculas maiores do que o simples hidrogénio e hélio, o que implica que a atmosfera seria mais pesada do que se pensava anteriormente - muito, muito maior do que a fina concha da Terra.

Esse manto de atmosfera pesada criaria condições de temperaturas extremamente elevadas e de alta pressão. De facto, a pressão seria tão elevada que os dados sugerem que a rocha passaria de magma fundido a rocha sólida novamente - tal como o carbono se condensa em diamante nas profundezas da superfície da Terra.

Surpreendida, a equipa questionou-se sobre o que isto significaria para outros planetas. Ao criar uma série de planetas simulados com diferentes condições, descobriram que uma parte substancial destes mini-Neptunos, que anteriormente se supunha serem mundos de lava, podem, de facto, ter superfícies sólidas.

É uma questão de "ou um ou outro", disse Kempton. "Podemos ter um cenário em que o chão é lava ou uma superfície sólida, e temos de ter em conta uma série de outros fatores acerca da atmosfera do planeta para tentar descobrir em que regime se enquadra".

Revendo a história

Estes mini-Neptunos são de especial interesse para os cientistas devido ao seu grande número e ao que implicam sobre o modo como os planetas se formam.

"Antes de encontrarmos exoplanetas, tínhamos uma história interessante sobre a formação dos sistemas solares, baseada no modo como o nosso Sistema Solar se formou. Pensámos que isso se aplicaria a outros sistemas solares", explicou Nixon. "Seguindo essa lógica, os outros sistemas solares deveriam ser parecidos com o nosso. Mas não são".

Por isso, os cientistas querem perceber como os mini-Neptunos se formam e qual o seu aspeto, para terem uma ideia mais completa de como os planetas em geral se formam. Isto pode orientar, entre outras coisas, a procura de planetas habitáveis.

"Voltamos à questão de saber porque é que estamos aqui - como é que a Terra surgiu?", disse Nixon. "Trata-se de uma peça fundamental para compreendermos os outros planetas e o nosso".

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