Em nosso sistema solar, tudo parece estar em ordem: os planetas rochosos menores, como Vênus, Terra ou Marte, orbitam relativamente próximos de nossa estrela. Os grandes gigantes de gás e gelo, como Júpiter, Saturno ou Netuno, por outro lado, se movem em grandes órbitas ao redor do sol.
Em dois estudos publicados na revista Astronomy & Astrophysics, pesquisadores das universidades de Bern e Genebra e do Centro Nacional de Competência em Pesquisa (NCCR) mostram que nosso sistema planetário é bastante único a esse respeito. Um artigo de destaque de pesquisa publicado na Nature Astronomy por Luca Maltagliati na mesma revista discute esses dois artigos.
Como ervilhas em uma vagem
“Mais de uma década atrás, os astrônomos notaram, com base em observações com o então inovador telescópio Kepler, que os planetas em outros sistemas geralmente se assemelham a seus respectivos vizinhos em tamanho e massa – como ervilhas em uma vagem”, diz o principal autor Lokesh Mishra, pesquisador, pesquisador na Universidade de Bern e Genebra, bem como os planetas da NCCR. Mas, por um longo tempo, não ficou claro se esse achado foi devido a limitações de métodos observacionais.
“Não foi possível determinar se os planetas em qualquer sistema individual eram semelhantes o suficiente para cair na classe dos sistemas ‘ervilhas em um pod’ ou se eram bastante diferentes – assim como em nosso sistema solar”, diz Mishra.
Portanto, o pesquisador desenvolveu uma estrutura para determinar as diferenças e semelhanças entre os planetas dos mesmos sistemas. E, ao fazer isso, ele descobriu que não existem dois, mas quatro dessas arquiteturas de sistemas.
Quatro classes de sistemas planetários
“Chamamos essas quatro classes de ‘similares’, ‘ordenadas’, ‘anti-ordens’ e ‘mixed'”, diz Mishra. Os sistemas planetários nos quais as massas dos planetas vizinhos são semelhantes entre si, têm arquitetura semelhante. Os sistemas planetários ordenados são aqueles, nos quais a massa dos planetas tende a aumentar com a distância da estrela – assim como em nosso sistema solar. Se, por outro lado, a massa dos planetas diminuir aproximadamente com a distância da estrela, os pesquisadores falam de uma arquitetura anti-ordenada do sistema. E arquiteturas mistas ocorrem, quando as massas planetárias em um sistema variam muito de planeta para planeta.
“Essa estrutura também pode ser aplicada a outras medidas, como raio, densidade ou frações de água”, diz o co-autor do estudo, Yann Alibert, professor de ciência planetária da Universidade de Bern e dos planetas da NCCR. “Agora, pela primeira vez, temos uma ferramenta para estudar sistemas planetários como um todo e compará -los com outros sistemas”.
As descobertas também levantam questões: qual arquitetura é a mais comum? Quais fatores controlam o surgimento de um tipo de arquitetura? Quais fatores não desempenham um papel? Alguns deles, os pesquisadores podem responder.
Uma ponte que abrange bilhões de anos
“Nossos resultados mostram que sistemas planetários ‘semelhantes’ são o tipo mais comum de arquitetura. Cerca de oito em cada dez sistemas planetários em torno de estrelas visíveis no céu noturno têm uma arquitetura ‘semelhante'”, diz Mishra. “Isso também explica por que as evidências dessa arquitetura foram encontradas nos primeiros meses da missão Kepler”. O que surpreendeu a equipe foi que a arquitetura “ordenada” – a que também inclui o sistema solar – parece ser a classe mais rara.
De acordo com Mishra, há indicações de que a massa do disco de gás e poeira em que os planetas emergem, bem como a abundância de elementos pesados na respectiva estrela desempenham um papel. “De pequenos discos e estrelas de baixa massa com poucos elementos pesados, emergem sistemas planetários ‘semelhantes’. Grandes discos maciços com muitos elementos pesados na estrela dão origem a sistemas mais ordenados e anti-ordenados. Sistemas mistos emergem de médio -Discos de tamanho. Interações dinâmicas entre planetas -como colisões ou ejeções -influencia a arquitetura final “, explica Mishra.
“Um aspecto notável desses resultados é que ele vincula as condições iniciais da formação planetária e estelar a uma propriedade mensurável: a arquitetura do sistema. Bilhões de anos de evolução estão entre eles. Pela primeira vez, conseguimos fazer a ponte desse enorme Gap temporal e previsões testáveis. Será emocionante ver se eles se sustentarão “, conclui Alibert.
Publicado em 22/02/2023 08h39
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