Planetas parecidos com a Terra podem ser comuns no universo, sugere um novo estudo da UCLA. A equipe de astrofísicos e geoquímicos apresenta novas evidências de que a Terra não é única. O estudo foi publicado na revista Science em 18 de outubro.
“Acabamos de aumentar a probabilidade de que muitos planetas rochosos sejam como a Terra, e há um número muito grande de planetas rochosos no universo”, disse o co-autor Edward Young, professor de geoquímica e cosmoquímica da UCLA.
Os cientistas, liderados por Alexandra Doyle, uma estudante de geoquímica e astroquímica da UCLA, desenvolveram um novo método para analisar em detalhes a geoquímica de planetas fora do nosso sistema solar. Doyle fez isso analisando os elementos nas rochas de asteróides ou fragmentos de planetas rochosos que orbitavam seis estrelas anãs brancas.
“Estamos estudando geoquímica em rochas de outras estrelas, o que é quase inédito”, disse Young.
“Aprender a composição de planetas fora do sistema solar é muito difícil”, disse o co-autor Hilke Schlichting, professor associado de astrofísica e ciência planetária da UCLA. “Usamos o único método possível – um método pioneiro – para determinar a geoquímica de rochas fora do sistema solar”.
Estrelas anãs brancas são restos densos e queimados de estrelas normais. Sua forte atração gravitacional faz com que elementos pesados ??como carbono, oxigênio e nitrogênio afundem rapidamente em seus interiores, onde os elementos pesados ??não podem ser detectados por telescópios. A estrela anã branca mais próxima estudada por Doyle fica a cerca de 200 anos-luz da Terra e a mais distante fica a 665 anos-luz de distância.
“Observando essas anãs brancas e os elementos presentes em sua atmosfera, estamos observando os elementos que estão no corpo que orbitam a anã branca”, disse Doyle. A grande força gravitacional da anã branca rasga o asteróide ou fragmento de planeta que a orbita, e o material cai sobre a anã branca, disse ela. “Observar uma anã branca é como fazer uma autópsia no conteúdo do que ela devorou ??em seu sistema solar”.
Os dados analisados ??por Doyle foram coletados por telescópios, principalmente do W.M. Observatório Keck, no Havaí, que os cientistas espaciais haviam coletado anteriormente para outros fins científicos.
“Se eu olhasse apenas para uma estrela anã branca, esperaria ver hidrogênio e hélio”, disse Doyle. “Mas nesses dados, também vejo outros materiais, como silício, magnésio, carbono e oxigênio – material que se acumulou nas anãs brancas de corpos que estavam em sua órbita”.
Quando o ferro é oxidado, ele compartilha seus elétrons com o oxigênio, formando uma ligação química entre eles, disse Young. “Isso se chama oxidação, e você pode ver quando o metal se transforma em ferrugem”, disse ele. “O oxigênio rouba elétrons do ferro, produzindo óxido de ferro em vez de ferro. Medimos a quantidade de ferro oxidado nessas rochas que atingem a anã branca. Estudamos o quanto o metal enferruja.”
Rochas da Terra, Marte e outras partes do sistema solar são semelhantes em sua composição química e contêm um nível surpreendentemente alto de ferro oxidado, disse Young. “Medimos a quantidade de ferro oxidado nessas rochas que atingem a anã branca”, disse ele.
O sol é composto principalmente de hidrogênio, que faz o oposto de oxidar – o hidrogênio adiciona elétrons.
Os pesquisadores disseram que a oxidação de um planeta rochoso tem um efeito significativo em sua atmosfera, seu núcleo e o tipo de rochas que ele produz em sua superfície. “Toda a química que acontece na superfície da Terra pode ser rastreada até o estado de oxidação do planeta”, disse Young. “O fato de termos oceanos e todos os ingredientes necessários para a vida pode ser rastreado até o planeta ser oxidado. As rochas controlam a química”.
Até agora, os cientistas não sabiam com detalhes se a química dos exoplanetas rochosos é semelhante ou muito diferente da química da Terra.
Quão semelhantes são as rochas que a equipe da UCLA analisou com as rochas da Terra e de Marte?
“Muito parecido”, disse Doyle. “Eles são parecidos com a Terra e com Marte em termos de ferro oxidado. Estamos descobrindo que rochas são rochas em todos os lugares, com geofísica e geoquímica muito semelhantes”.
“Sempre foi um mistério o motivo pelo qual as rochas em nosso sistema solar são tão oxidadas”, disse Young. “Não é o que você espera. Uma pergunta era se isso também seria verdade em torno de outras estrelas. Nosso estudo diz que sim. Isso é um bom presságio para procurar planetas semelhantes à Terra no universo”.
Estrelas anãs brancas são um ambiente raro para os cientistas analisarem.
Os pesquisadores estudaram os seis elementos mais comuns no rock: ferro, oxigênio, silício, magnésio, cálcio e alumínio. Eles usaram cálculos e fórmulas matemáticas porque os cientistas são incapazes de estudar rochas reais de anãs brancas. “Podemos determinar matematicamente a geoquímica dessas rochas e comparar esses cálculos com as rochas que temos da Terra e de Marte”, disse Doyle, que tem formação em geologia e matemática. “Compreender as rochas é crucial porque elas revelam a geoquímica e geofísica do planeta.”
“Se as rochas extraterrestres têm uma quantidade semelhante de oxidação que a Terra, então você pode concluir que o planeta possui placas tectônicas e potencial semelhante para campos magnéticos semelhantes aos da Terra, que se acredita serem os principais ingredientes para a vida”, disse Schlichting. “Este estudo é um salto em frente ao poder fazer essas inferências para corpos fora do nosso próprio sistema solar e indica que é muito provável que haja realmente análogos da Terra”.
Young disse que seu departamento tem astrofísicos e geoquímicos trabalhando juntos.
“O resultado”, disse ele, “é que estamos fazendo geoquímica real em rochas de fora do sistema solar. A maioria dos astrofísicos não pensaria em fazer isso, e a maioria dos geoquímicos não pensaria em aplicar isso a uma anã branca”.
Publicado em 19/10/2019
Artigos originais: https://phys.org/news/2019-10-ancient-stars-earth-similarities-planets.html e https://www.space.com/polluted-white-dwarfs-show-earthlike-planets.html
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