Em um estudo recente, astrônomos utilizaram dados do Telescópio Espacial Kepler da NASA para explicar porque um grande número de exoplanetas gigantes está encolhendo e se transformando em superterras rochosas, cujas massas são maiores do que o nosso planeta, mas menores do que os gigantes gasosos Netuno e Júpiter.
Publicada na revista The Astronomical Journal, a pesquisa propõe que a perda de massa atmosférica é a responsável pelo processo de encolhimento. Mas essas atmosferas não estão sendo sequestradas por ventos estelares ou qualquer outro agente externo, mas sim expulsas por processos internos: os próprios núcleos desses planetas estão afastando suas camadas gasosas.
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O processo de perda de ar ocorre normalmente em todos os planetas. No caso da Terra, por exemplo, perdemos diariamente cerca de 90 toneladas de ar do manto protetor da vida planetária. Isso ocorre aqui porque nossa atmosfera é aquecida pelo Sol. No entanto, essa perda ocorre em um ritmo superlento, o que, de acordo com cientistas, nos garante uma sobrevida de pelo menos 15 bilhões de anos.
Estudando os exoplanetas
Principal autora do novo estudo, a líder científica do Arquivo de Exoplanetas da NASA, Jessie Christiansen, confirmou em um comunicado a detecção de mais de 5 mil exoplanetas, usando dados da sonda Kepler 2, que encerrou suas operações em 2018. No entanto, diz a pesquisadora, “há menos planetas do que o esperado, com um diâmetro entre 1,5 e 2 vezes o da Terra”.
O motivo que impede os planetas atingirem e/ou permanecerem nesses tamanhos foi o que suscitou a realização do estudo. Com isso, "os cientistas de exoplanetas têm agora dados suficientes para dizer que esta lacuna não é um acaso", diz Christiansen.
Solucionando o mistério do encolhimento dos exoplanetas
O estudo pesquisou sub-Netunos para testar suas hipóteses.Fonte: NASA/JPL-Caltech
A hipótese da perda de massa alimentada pelo núcleo acontece quando a radiação emitida pelo núcleo quente de um planeta "empurra a atmosfera por baixo", ao longo tempo, para longe do corpo celeste, explica Christiansen. No outro cenário, o da fotoevaporação, “a radiação de alta energia da estrela [hospedeira] age como um secador de cabelo sobre um cubo de gelo”, ilustra a astrônoma.
Para testar suas hipóteses, a equipe procurou sub-Netunos em dois aglomerados estelares: Praesepe ou Beehive, e Hyades, com 600 milhões e 800 milhões de anos respectivamente. Nessa faixa etária, quase todas as estrelas exibiam sub-Netunos com atmosferas em suas órbitas, sugerindo não ter ocorrido fotoevaporação, caso em que estariam todos sem camada atmosférica.
Mas a coisa mudou quando examinaram planetas em órbita de estrelas com mais de 800 milhões de anos na base de dados da K2. Aqui, só 25% tinham sub-Netunos. Como a idade mais avançada dessas estrelas é um bilhão de anos, tempo suficiente para ocorrer a perda de massa alimentada pelo núcleo, o estudo concluiu que é este mecanismo o responsável pelo escape atmosférico e consequente encolhimento dos planetas.
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