Exoplanetas com oceanos de magma podem “devorar” os seus próprios céus

L. Kreidberg, G. Bacon/NASA, ESA; J. Bean/U. Chicago; H. Knutson/Caltech

Um novo estudo sugere uma razão pela qual os exoplanetas raramente crescem mais do que Neptuno: os oceanos de magma dos planetas começam a comer os seus próprios céus.

Em 2014, o Telescópio Espacial Kepler da NASA entregou aos cientistas uma porção de mais de 700 planetas distantes para estudar – muitos deles diferentes do que alguém já tinha visto antes. Em vez de gigantes gasosos como Júpiter, que os estudos anteriores tinham captado primeiro porque são mais fáceis de ver, estes planetas eram mais pequenos e, na maioria, rochosos.

Os cientistas notaram que havia muitos planetas do tamanho de ou pouco maiores do que a Terra, mas houve um corte acentuado antes dos planetas atingirem o tamanho de Neptuno.  “O que temos discutido é porque é que os planetas tendem a parar de crescer além do triplo do tamanho da Terra”, explicou Edwin Kite, professor do departamento de ciências geofísicas da Universidade de Chicago, em comunicado.

Os investigadores oferecem uma explicação inovadora para isto: os oceanos de magma na superfície dos planetas absorvem rapidamente as suas atmosferas quando os planetas atingem cerca de três vezes o tamanho da Terra.

Pensa-se que a maioria dos planetas um pouco mais pequenos tem oceanos de magma nas suas superfícies – grandes mares de rocha derretida como os que outrora cobriram a Terra. Mas, em vez de solidificar como o nosso, permanecem quentes graças a uma manta espessa de atmosfera rica em hidrogénio.

A pergunta que Kite e os seus colegas consideraram foi se, à medida que os planetas adquiriam mais hidrogénio, o oceano poderia começava a “comer” o céu. Neste cenário, explica o Futurity, à medida que o planeta adquire mais gás, acumula-se na atmosfera e a pressão onde a atmosfera se encontra com o magma começa a aumentar. A princípio, o magma absorve o gás adicionado a uma taxa constante, mas à medida que a pressão aumenta, o hidrogénio começa a dissolver-se muito mais rapidamente no magma.

Assim, de acordo com o estudo publicado este mês na revista científica Astrophysical Journal Letters, o crescimento do planeta pára antes de atingir o tamanho de Netuno. Os autores chamam isto “crise de fugacidade”, em honra do termo que mede quanto mais facilmente um gás se dissolve numa mistura do que o que seria esperado com base na pressão.

Segundo os investigadores, a teoria encaixa bem nas observações existentes. Mas existem vários marcadores que os astrónomos podem procurar no futuro. Por exemplo, se a teoria estiver correta, planetas com oceanos de magma que são suficientemente frios para se cristalizarem na superfície devem exibir perfis diferentes, uma vez que isso impediria o oceano de absorver tanto hidrogénio.

ZAP //

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