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ESTRELAS ANTIGAS LANÇAM LUZ SOBRE SEMELHANÇAS DA TERRA COM OUTROS PLANETAS
22 de outubro de 2019

 


Impressão de artista de uma anã branca com um planeta em cima e à direita.
Crédito: Mark Garlick

 

Os planetas parecidos com a Terra podem ser comuns no Universo, sugere um novo estudo da UCLA (Universidade da Califórnia em Los Angeles). A equipa de astrofísicos e geoquímicos apresenta novas evidências de que a Terra não é única. O estudo foi publicado dia 18 de outubro na revista Science.

"Acabámos de aumentar a probabilidade de muitos planetas rochosos serem como a Terra e há um número muito grande de planetas rochosos no Universo," disse o coautor Edward Young, professor de geoquímica e cosmoquímica da UCLA.

Os cientistas, liderados por Alexandra Doyle, estudante de geoquímica e astroquímica da UCLA, desenvolveu um novo método para analisar em detalhe a geoquímica dos planetas para lá do nosso Sistema Solar. Doyle fê-lo analisando os elementos em rochas de asteroides ou fragmentos de planetas rochosos que orbitavam seis estrelas anãs brancas.

"Estamos a estudar a geoquímica de rochas de outras estrelas, o que é quase inédito," salientou Young.

"Determinar a composição de planetas fora do nosso Sistema Solar é muito difícil," disse a coautora Hilke Schlichting, professora associada de astrofísica e ciência planetária da Universidade de Harvard. "Usámos o único método possível - um método pioneiro - para determinar a geoquímica de rochas para lá do Sistema Solar."

As estrelas anãs brancas são os remanescentes densos de estrelas normais. A sua forte atração gravitacional faz com que os elementos pesados como carbono, oxigénio e azoto "afundem" rapidamente nos seus interiores, onde os elementos pesados não podem ser detetados por telescópios. A estrela anã branca mais próxima estudada por Doyle fica a cerca de 200 anos-luz da Terra e a mais distante está a 665 anos-luz.

"Observando estas anãs brancas e os elementos presentes na sua atmosfera, estamos a observar os elementos que estão no corpo que orbitou a anã branca," disse Doyle. A grande força gravitacional da anã branca rasga o asteroide ou fragmento de planeta que está em órbita e o material cai sobre a anã branca, acrescentou. "Observar uma anã branca é como fazer uma autópsia sobre o conteúdo daquilo que devorou no seu sistema."

Os dados analisados por Doyle foram recolhidos por telescópios, principalmente pelo Observatório W. M. Keck no Hawaii, que os cientistas espaciais haviam recolhido anteriormente para outros fins científicos.

"Se eu observasse uma estrela anã branca, esperaria ver hidrogénio e hélio," disse Doyle. "Mas nestes dados, também vejo outras substâncias, como silício, magnésio, carbono e oxigénio - material de corpos que estavam em órbita e que se acumulou nas anãs brancas."

Quando o ferro é oxidado, partilha os seus eletrões com o oxigénio, formando uma ligação química, explicou Young. "A isto chamamos oxidação e podemos ver quando o metal se transforma em ferrugem," disse. "O oxigénio rouba eletrões do ferro, produzindo óxido de ferro em vez de ferro. Nós medimos a quantidade de ferro oxidado nestas rochas que atingem a anã branca. Estudámos o quanto o metal enferruja."

As rochas da Terra, de Marte e de outras partes do nosso Sistema Solar são semelhantes em composição química e contêm um nível surpreendentemente alto de ferro oxidado, explicou Young. "Nós medimos a quantidade de ferro oxidado nestas rochas que atingem a anã branca," disse.

O Sol é composto principalmente de hidrogénio, que faz o oposto da oxidação - o hidrogénio acrescenta eletrões.

Os investigadores disseram que a oxidação de um planeta rochoso tem um efeito significativo na atmosfera, no núcleo e no tipo de rochas que produz à superfície. "Toda a química que ocorre à superfície da Terra pode, em última análise, ser rastreada até ao estado de oxidação do planeta," disse Young. "O facto de termos oceanos e todos os ingredientes necessários para a vida pode ser rastreado até à quantidade de oxidação do planeta. As rochas controlam a química."

Até agora, os cientistas não sabiam em detalhe se a química dos exoplanetas rochosos era semelhante ou se era muito diferente da química da Terra.

Quão semelhantes são as rochas que a equipa da UCLA analisou, com as rochas da Terra e de Marte?

"Muito parecidas," disse Doyle. "São parecidas com as da Terra e com as de Marte em termos de ferro oxidado. Estamos a descobrir que rochas são rochas em toda a parte, com geofísica e geoquímica muito semelhantes."

"O motivo pelo qual as rochas no nosso Sistema Solar são tão oxidadas sempre foi um mistério," disse Young. "Não é o que seria de esperar. Também queríamos saber se isto seria verdade noutras estrelas. O nosso estudo diz que sim. Isto é muito bom para a procura por planetas parecidos com a Terra no Universo."

As anãs brancas são um ambiente raro para os cientistas analisarem.

Os investigadores estudaram os seis elementos mais comuns nas rochas: ferro, oxigénio, silício, magnésio, cálcio e alumínio. Usaram cálculos e fórmulas matemáticas porque os cientistas não conseguem estudar rochas reais em torno de anãs brancas. "Podemos determinar matematicamente a geoquímica destas rochas e comparar estes cálculos com as rochas que temos da Terra e de Marte," disse Doyle, que tem formação em geologia e matemática. "A compreensão das rochas é crucial porque revelam a geoquímica e geofísica do planeta."

"Se as rochas extraterrestres têm uma quantidade de oxidação semelhante à da Terra, então podemos concluir que o planeta possui placas tectónicas parecidas e potencial para campos magnéticos semelhantes aos da Terra, que se pensa serem ingredientes para a vida," realçou Schlichting. "Este estudo é um salto em frente no que toca às inferências de corpos para lá do nosso Sistema Solar e indica que é muito provável que existam realmente análogos da Terra."

Young disse que o seu departamento tem astrofísicos e geoquímicos trabalhando juntos.

"O resultado," disse, "é que estamos a fazer geoquímica real em rochas fora do nosso Sistema Solar. A maioria dos astrofísicos não pensaria em fazer isto, e a maioria dos geoquímicos nunca pensaria em aplicar isto a uma anã branca."

 


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// UCLA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science)

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