As rochas recém-descobertas são “diferentes de qualquer outra em nosso sistema solar”.
Os astrônomos descobriram tipos de rocha nunca vistos antes, compostos de proporções incomuns de minerais, dentro dos restos de mundos alienígenas dilacerados por suas estrelas hospedeiras moribundas. A pesquisa sugere que esses exoplanetas são construídos a partir de uma variedade de materiais muito mais ampla do que se pensava anteriormente.
No novo estudo, os pesquisadores observaram 23 anãs brancas – os pequenos e densos restos de estrelas mortas de massa baixa e média – a 650 anos-luz do sol. À medida que essas estrelas estavam morrendo e se transformando em anãs brancas, elas destruíram seus exoplanetas em órbita. E assim, a atmosfera dessas anãs brancas contém as entranhas dos mundos estranhos que elas destruíram. Os pesquisadores calcularam a proporção de diferentes elementos nas atmosferas das anãs brancas analisando a luz emitida pelas estrelas; então, eles calcularam a composição mais provável dos minerais que teriam formado os mundos alienígenas obliterados.
Os pesquisadores descobriram que apenas uma das anãs brancas continha restos de exoplanetas com uma constituição geológica semelhante à da Terra. Dentro do resto das estrelas mortas, os pesquisadores encontraram restos de exoplanetas feitos de rochas estranhas nunca vistas em nosso planeta ou no resto do sistema solar. As rochas eram tão diferentes das conhecidas pela ciência que os pesquisadores até tiveram que criar novos nomes para classificá-las.
“Embora alguns exoplanetas que orbitaram anãs brancas pareçam semelhantes à Terra, a maioria tem tipos de rochas que são exóticas em nosso sistema solar”, disse o autor principal Siyi Xu, astrônomo do Laboratório Nacional de Pesquisa em Astronomia de Infravermelho Óptico (NOIRLab) no Arizona. em um comunicado. “Eles não têm contrapartes diretas no sistema solar.”
Cemitérios de exoplanetas
As anãs brancas se formam quando as estrelas da sequência principal, como o Sol, ficam sem combustível para queimar e começam a inchar em gigantes vermelhas antes de colapsar sob seu próprio peso em núcleos estelares supercondensados e resfriados. Durante esse processo, essas estrelas moribundas liberam uma nuvem de gás superaquecido que engolfa os planetas que as orbitam.
Alguns exoplanetas podem resistir a essa barreira cósmica, mas a maioria é expulsa de sua órbita e, subsequentemente, dilacerada pelo forte campo gravitacional da anã branca. Isso é conhecido como interrupção da maré; e uma vez que o planeta é dilacerado, a anã branca puxa os restos planetários para dentro em um processo conhecido como acréscimo.
Normalmente, a atmosfera de uma anã branca contém apenas hidrogênio e hélio, porque qualquer elemento mais pesado afunda no núcleo superdenso da estrela. Portanto, quando a luz que as estrelas emitem mostra a presença de outros elementos mais pesados, os pesquisadores presumem que eles devem vir do acréscimo de exoplanetas.
Os cientistas estimam que cerca de 25% de todas as anãs brancas contêm restos de exoplanetas mortos ou são as chamadas anãs brancas poluídas. Esses cemitérios de exoplanetas se tornaram um tópico quente de pesquisa entre os astrônomos porque os cientistas podem usá-los para inferir propriedades sobre os corpos que antes os circundaram.
Reconstruindo tipos de rocha
No novo estudo, os pesquisadores se concentraram em anãs brancas poluídas que já tinham dados de medição precisos mostrando sua proporção de magnésio, cálcio, silício e ferro em suas atmosferas. Os astrônomos acham que esses elementos são comuns nos núcleos e mantos dos exoplanetas, que constituem a maioria dos planetas abaixo da crosta externa. Ao calcular a proporção desses elementos, os cientistas podem fazer a engenharia reversa dos minerais que teriam constituído as entranhas rochosas dos planetas.
Para fazer isso, os pesquisadores usaram um conjunto de cálculos que anteriormente “funcionaram notavelmente bem” quando usados para “classificar as rochas na Terra” com dados semelhantes, disse o co-autor Keith Putirka, geólogo da California State University, ao Live Science.
No entanto, os resultados revelaram que uma maioria “surpreendente” dos minerais que compunham esses exoplanetas era muito diferente do que eles esperavam, disse Putirka.
“Na Terra, as rochas que ocorrem no manto consistem principalmente de três minerais, olivina, ortopiroxênio e clinopiroxênio”, disse Putirka. Mas a proporção de elementos na maioria das anãs brancas poluídas mostrou que seria improvável que alguns desses minerais se formassem, acrescentou.
Em vez disso, outros minerais compostos de diferentes formulações de periclásio rico em magnésio e quartzo, que é um mineral cristalino feito de sílica, teriam se formado, que são diferentes daqueles previstos em outros planetas internos do sistema solar, disse Putirka. Isso vai contra as suposições anteriores de que os exoplanetas seriam mais semelhantes aos que vemos no sistema solar.
Esses minerais são tão diferentes dos que conhecemos que os pesquisadores tiveram que criar novos nomes para classificá-los, incluindo “piroxenitos de quartzo” e “dunitos de periclásio”. No entanto, não está claro exatamente quantos novos minerais existem nessas anãs brancas. “Novos experimentos para entender completamente a mineralogia das novas composições” são necessários, disse Putirka.
Interior vs. exterior
No passado, os estudos sobre a atmosfera de anãs brancas poluídas focalizavam se os exoplanetas teriam ou não uma crosta continental como a da Terra. Uma crosta continental, os cientistas pensam, é vital para sustentar a vida em um planeta porque fornece uma estrutura estável para que a evolução ocorra. A probabilidade de os exoplanetas terem crostas poderia, portanto, responder a perguntas sobre a possibilidade de vida alienígena ou as chances de encontrar um exoplaneta semelhante à Terra.
Em um artigo publicado em fevereiro na revista Nature Astronomy, pesquisadores afirmaram ter encontrado evidências de uma crosta continental semelhante à da Terra na atmosfera de anãs brancas poluídas. Como o estudo mais recente, este artigo observou que uma grande parte das composições dos exoplanetas era diferente da da Terra, a Live Science relatou anteriormente. Mas, em vez de focar nas diferenças entre as composições gerais dos planetas, os autores desse estudo se concentraram em um conjunto específico de elementos como evidência para concluir a presença da crosta continental.
No entanto, os autores do novo artigo não estão convencidos. “Discordamos que suas identificações sejam exemplos válidos de crosta continental”, disse Putirka. Suas suposições se baseiam muito na presença de elementos individuais como alumínio e lítio, e não o suficiente no mineral de onde provêm, acrescentou.
Os pesquisadores também acham que pode não ser possível detectar crostas continentais dentro de uma anã branca poluída porque elas constituem uma fração tão pequena da massa de um exoplaneta. “A crosta terrestre tem menos de 0,5% de sua massa total”, disse Putirka. “Se os planetas estiverem sendo assimilados por atacado em atmosferas de anãs brancas, será impossível ver as composições da crosta terrestre.”
Mas isso não significa que não haja esperança na busca de crostas continentais entre os exoplanetas. Em vez disso, os pesquisadores acreditam que aprender mais sobre os minerais dentro do manto de um planeta poderia dizer-lhes mais sobre como é provável que esses mundos pudessem ter sustentado uma crosta ou mesmo placas tectônicas, que são seções sobrepostas de uma crosta continental que se movem e colidem com um ao outro levando a terremotos e atividade vulcânica.
“Se tivermos um manto que não contém olivina, mas tem quartzo, ou um manto que não contém ortopiroxênio, mas tem periclase, as propriedades termodinâmicas e físicas podem ser bastante diferentes e podem afetar o tipo, espessura e extensão da crosta”, disse Putirka. “Novos experimentos são necessários para entender verdadeiramente os tipos de histórias geológicas que podem ser possíveis.”
Publicado em 25/11/2021 09h24
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