À procura de planetas habitáveis entre as estrelas e a sua “linha de fuligem”

Ari Gea / SayoStudio

Impressão artística de um jovem disco de formação planetária ilustrando as localizações respetivas das linhas de fuligem e de água gelada.

Uma equipa de investigadores da Universidade do Michigan está a sugerir uma nova forma de expandir a procura de planetas habitáveis que tem em conta uma zona não considerada anteriormente: o espaço entre a estrela e aquilo a que se chama a “linha de fuligem” nos discos de formação planetária.

Os mundos que se formam nesta região – um disco de poeira que gira em torno de uma estrela central a partir da qual se podem construir planetas – podem ter superfícies ricas em compostos de carbono voláteis muito diferentes dos da Terra.

Estes planetas seriam também ricos em carbono orgânico, mas pobres em água, de acordo com Ted Bergin, que liderou o estudo que incluiu geoquímicos, cientistas planetários, astroquímicos e especialistas em exoplanetas.

Quando procuramos planetas semelhantes à Terra, estamos particularmente interessados não só em corpos que se pareçam com o nosso, mas também naqueles que se formaram por processos semelhantes.

Os modelos atuais de exoplanetas rochosos são construídos com base em condições atmosféricas e composições semelhantes às da Terra, incluindo as moléculas essenciais à vida que se formam a partir de blocos de carbono e água.

Estes modelos também se focam em zonas dentro dos discos de formação planetária chamadas linhas de gelo, regiões suficientemente distantes da estrela central do disco que marcam o local onde a água ou outras moléculas chave passam do estado gasoso para o estado sólido.

Os mundos terrestres, como o nosso planeta, formaram-se a partir de sólidos. Há muito que se pensa que a Terra, que contém apenas cerca de 0,1% de água em massa, deve ter-se formado dentro da linha da água gelada.

Mas esse tipo de modelo pode ser demasiado limitado, disse Bergin. Para expandir a procura por planetas habitáveis, Bergin e a sua equipa de investigação sugerem um novo modelo que considera a “linha de fuligem“, um limite mais próximo da estrela no sistema.

Entre esta fronteira e a estrela, os compostos orgânicos nos sólidos sublimam do estado sólido para o gasoso. A consideração desta região englobaria também planetas rochosos que podem ter mais carbono do que a Terra, levantando questões sobre o que isso significa para a habitabilidade deste tipo de planetas.

As conclusões da equipa de investigação interdisciplinar foram publicadas na revista The Astrophysical Journal Letters.

Acrescenta uma nova dimensão à nossa procura da habitabilidade. Pode ser uma dimensão negativa ou positiva“, disse Bergin. “É excitante porque conduz a todo o tipo de possibilidades infinitas”.

Tal como a Terra é pobre em água, também é pobre em carbono, disse Bergin. Quando se formou, provavelmente recebeu apenas 1 átomo de carbono por cada 100 disponíveis nos materiais de formação planetária. Os astrónomos pensam que a linha de fuligem explica porque é que a Terra tem tão pouco carbono.

Se os blocos de construção da Terra se formaram no interior da linha de fuligem, a temperatura e a radiação solar atingiram os materiais que iriam formar o jovem planeta, transformando os compostos ricos em carbono em gás e limitando o carbono nos sólidos que são fornecidos à Terra em formação.

O modelo da equipa teoriza sobre a formação de outros planetas nascidos entre a linha de fuligem e as linhas de água gelada.

Um tal mundo não parece existir no nosso Sistema Solar, mas o nosso Sistema Solar não é representativo da maioria dos sistemas planetários conhecidos à volta de outras estrelas, disse Bergin.

Estes outros sistemas planetários são completamente diferentes. Os seus planetas estão mais próximos do Sol e são muito maiores, variando em tamanho desde as chamadas super-Terras até aos mini-Neptunos, acrescentou.

São grandes rochas ou pequenos gigantes gasosos – este é o tipo mais comum de sistema planetário. Portanto, talvez, dentro de todos os outros sistemas estelares da Via Láctea, exista uma população de corpos que não reconhecemos antes e que têm muito mais carbono no seu interior. Quais são as consequências disso?”, disse Bergin. “O que isto significa para a habitabilidade precisa de ser explorado”.

No seu estudo, a equipa modela o que acontece quando um mundo rico em silicatos com 0,1% e 1% de carbono em massa e um conteúdo variável de água se forma na região da linha de fuligem.

A equipa descobriu que um planeta assim criaria uma atmosfera rica em metano através de um processo chamado “desgaseificação”. Nesta circunstância, os compostos orgânicos num planeta rico em silicatos produzem uma atmosfera rica em carbono.

A presença de metano proporciona um ambiente fértil para a geração de neblinas através de interações com fotões estelares. Isto é análogo à geração de neblinas a partir do metano em Titã, no nosso próprio Sistema Solar.

“Os planetas que nascem nesta região, que existe em todos os sistemas de formação planetária, libertarão mais carbono volátil dos seus mantos“, disse Bergin. “Isto pode levar à produção natural de neblinas. Tais névoas foram observadas nas atmosferas de exoplanetas e têm o potencial de mudar o cálculo do que consideramos mundos habitáveis”.

A neblina à volta de um planeta pode ser um sinal de que o planeta tem carbono volátil no seu manto. E mais carbono, a espinha dorsal da vida, no manto de um planeta, significa que o planeta tem uma hipótese de ser considerado habitável – ou pelo menos merece um segundo olhar, disse Bergin.

“Se isto for verdade, então pode haver uma classe comum de planetas nublados com carbono volátil abundante, e o que isso significa para a habitabilidade precisa de ser explorado”, disse.

Mas depois há o outro aspeto: E se tivermos um mundo da dimensão da Terra, onde há mais carbono? O que é que isso significa para a habitabilidade, para a vida? Não sabemos, e isso é excitante”.

// CCVAlg

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