{"id":6744,"date":"2024-02-13T07:22:52","date_gmt":"2024-02-13T06:22:52","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6744"},"modified":"2024-02-13T07:22:52","modified_gmt":"2024-02-13T06:22:52","slug":"a-migracao-resolve-puzzle-exoplanetario","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/02\/13\/a-migracao-resolve-puzzle-exoplanetario\/","title":{"rendered":"A migra\u00e7\u00e3o resolve puzzle exoplanet\u00e1rio"},"content":{"rendered":"
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\"\"<\/a>
Representa\u00e7\u00e3o art\u00edstica de um exoplaneta cuja \u00e1gua gelada \u00e0 superf\u00edcie est\u00e1 a vaporizar e a formar uma atmosfera durante a sua aproxima\u00e7\u00e3o \u00e0 estrela central do sistema planet\u00e1rio. Este processo aumenta o raio planet\u00e1rio medido em compara\u00e7\u00e3o com o valor que o planeta teria no seu local de origem.
Cr\u00e9dito: Thomas M\u00fcller (Instituto Max Planck de Astronomia)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Astr\u00f3nomos da Alemanha e da Su\u00ed\u00e7a descobriram evid\u00eancias de como surge a enigm\u00e1tica lacuna na distribui\u00e7\u00e3o do tamanho dos exoplanetas a cerca de dois raios terrestres. As suas simula\u00e7\u00f5es em computador demonstram que a migra\u00e7\u00e3o dos chamados sub-Neptunos gelados, para as regi\u00f5es interiores dos seus sistemas planet\u00e1rios, pode explicar este fen\u00f3meno. \u00c0 medida que se aproximam da estrela central, a evapora\u00e7\u00e3o da \u00e1gua gelada forma uma atmosfera que faz com que os planetas pare\u00e7am maiores do que no seu estado gelado. Simultaneamente, os planetas rochosos mais pequenos perdem gradualmente uma parte do seu inv\u00f3lucro gasoso original, fazendo com que o seu raio medido diminua com o tempo.<\/p>\n\n\n\n

Normalmente, os planetas em sistemas planet\u00e1rios evolu\u00eddos, como o Sistema Solar, seguem \u00f3rbitas est\u00e1veis em torno da sua estrela central. No entanto, muitas indica\u00e7\u00f5es sugerem que alguns planetas podem afastar-se dos seus locais de nascimento durante a evolu\u00e7\u00e3o inicial, migrando para o interior ou para o exterior. Esta migra\u00e7\u00e3o planet\u00e1ria pode tamb\u00e9m explicar uma observa\u00e7\u00e3o que intriga os investigadores h\u00e1 v\u00e1rios anos: o n\u00famero relativamente baixo de exoplanetas com tamanhos que rondam o dobro do da Terra, conhecido como a lacuna ou “vale” do raio, entre outros termos. Em ambos os lados deste “vale”, existem muitos exoplanetas mais pequenos e maiores.<\/p>\n\n\n\n

“H\u00e1 seis anos, uma rean\u00e1lise dos dados do telesc\u00f3pio espacial Kepler revelou uma escassez de exoplanetas com tamanhos \u00e0 volta de dois raios da Terra”, explica Remo Burn, investigador exoplanet\u00e1rio no Instituto Max Planck de Astronomia, em Heidelberg. \u00c9 o autor principal do artigo cient\u00edfico que relata os resultados descritos neste texto, agora publicado na revista Nature Astronomy.<\/p>\n\n\n\n

Qual a origem do “vale” do raio?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

“De facto, n\u00f3s – tal como outros grupos de investiga\u00e7\u00e3o – previmos, com base nos c\u00e1lculos, mesmo antes desta observa\u00e7\u00e3o, a exist\u00eancia dessa lacuna”, explica o coautor Christoph Mordasini, membro do NCCR (National Centre of Competence in Research) PlanetS. Dirige a Divis\u00e3o de Investiga\u00e7\u00e3o Espacial e Ci\u00eancias Planet\u00e1rias da Universidade de Berna. Esta previs\u00e3o teve origem durante o seu mandato como cientista no Instituto Max Planck de Astronomia, que h\u00e1 muitos anos investiga este dom\u00ednio em conjunto com a Universidade de Berna.<\/p>\n\n\n\n

O mecanismo mais frequentemente sugerido para explicar o aparecimento de uma tal lacuna do raio \u00e9 que os planetas podem perder uma parte da sua atmosfera original devido \u00e0 irradia\u00e7\u00e3o da estrela central – especialmente gases vol\u00e1teis como o hidrog\u00e9nio e o h\u00e9lio. “No entanto, esta explica\u00e7\u00e3o ignora a influ\u00eancia da migra\u00e7\u00e3o planet\u00e1ria”, esclarece Burn. Foi estabelecido h\u00e1 cerca de 40 anos que, sob certas condi\u00e7\u00f5es, os planetas podem mover-se para dentro e para fora dos sistemas planet\u00e1rios ao longo do tempo. A efic\u00e1cia desta migra\u00e7\u00e3o e a sua influ\u00eancia no desenvolvimento dos sistemas planet\u00e1rios tem impacto na forma\u00e7\u00e3o da lacuna do raio.<\/p>\n\n\n

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\"\"\/<\/a>
Distribui\u00e7\u00e3o do tamanho dos exoplanetas observados e simulados com raios inferiores a cinco vezes o da Terra. O n\u00famero de exoplanetas diminui entre 1,6 e 2,2, produzindo um “vale” pronunciado na distribui\u00e7\u00e3o. Em vez disso, h\u00e1 mais planetas presentes com tamanhos \u00e0 volta de 1,4 e 2,4 raios da Terra. As \u00faltimas simula\u00e7\u00f5es, que pela primeira vez t\u00eam em conta propriedades realistas da \u00e1gua, indicam que os planetas gelados que migram para o interior dos sistemas planet\u00e1rios formam atmosferas espessas de vapor de \u00e1gua. Isto faz com que pare\u00e7am maiores do que seriam no seu local de origem. Isto produz o pico em cerca de 2,4 raios terrestres. Ao mesmo tempo, os planetas rochosos mais pequenos perdem parte do seu inv\u00f3lucro gasoso original ao longo do tempo, fazendo com que o seu raio medido diminua e contribuindo assim para a acumula\u00e7\u00e3o em cerca de 1,4 raios terrestres.
Cr\u00e9dito: R. Burn, Ch. Mordasini\/Instituto Max Planck de Astronomia<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Os enigm\u00e1ticos sub-Neptunos<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Dois tipos diferentes de exoplanetas habitam a gama de tamanhos que rodeiam a lacuna. Por um lado, temos os planetas rochosos, que podem ser mais massivos do que a Terra e s\u00e3o por isso chamados super-Terras. Por outro lado, os astr\u00f3nomos est\u00e3o a descobrir cada vez mais os chamados sub-Neptunos (ou mini-Neptunos) em sistemas planet\u00e1rios distantes, que s\u00e3o, em m\u00e9dia, ligeiramente maiores do que as super-Terras.<\/p>\n\n\n\n

“No entanto, n\u00e3o temos esta classe de exoplanetas no Sistema Solar”, salienta Burn. “\u00c9 por isso que, ainda hoje, n\u00e3o sabemos exatamente qual a sua estrutura e composi\u00e7\u00e3o.”<\/p>\n\n\n\n

Ainda assim, os astr\u00f3nomos concordam em geral que estes planetas possuem atmosferas significativamente mais extensas do que os planetas rochosos. Consequentemente, a compreens\u00e3o da forma como as caracter\u00edsticas destes sub-Neptunos contribuem para o “vale” do raio tem permanecido incerta. Poder\u00e1 a diferen\u00e7a sugerir que estes dois tipos de mundos nascem de forma diferente?<\/p>\n\n\n\n

Planetas gelados errantes<\/strong><\/p>\n\n\n\n

“Com base em simula\u00e7\u00f5es que j\u00e1 public\u00e1mos em 2020, os \u00faltimos resultados indicam e confirmam que a evolu\u00e7\u00e3o dos sub-Neptunos ap\u00f3s o seu nascimento contribui significativamente para a observada lacuna do raio”, conclui Julia Venturini, da Universidade de Genebra, membro da colabora\u00e7\u00e3o PlanetS acima referida e que liderou o estudo de 2020.<\/p>\n\n\n\n

Nas regi\u00f5es geladas dos seus locais de nascimento, onde os planetas recebem menos radia\u00e7\u00e3o da estrela, os sub-Neptunos deveriam, de facto, ter tamanhos ausentes da distribui\u00e7\u00e3o observada. \u00c0 medida que estes planetas presumivelmente gelados migram para mais perto da estrela, o gelo derrete, eventualmente formando uma espessa atmosfera de vapor de \u00e1gua.<\/p>\n\n\n\n

Este processo resulta numa mudan\u00e7a nos raios dos planetas para valores maiores. Afinal de contas, as observa\u00e7\u00f5es utilizadas para medir os raios planet\u00e1rios n\u00e3o conseguem distinguir se o tamanho determinado se deve apenas \u00e0 parte s\u00f3lida do planeta ou a uma densa atmosfera adicional.<\/p>\n\n\n\n

Ao mesmo tempo, como j\u00e1 foi sugerido anteriormente, os planetas rochosos “encolhem” ao perderem a sua atmosfera. No geral, ambos os mecanismos produzem uma aus\u00eancia de planetas com tamanhos \u00e0 volta de dois raios terrestres.<\/p>\n\n\n\n

Modelos f\u00edsicos que simulam sistemas planet\u00e1rios<\/strong><\/p>\n\n\n\n

“A investiga\u00e7\u00e3o te\u00f3rica do grupo de Berna-Heidelberg j\u00e1 fez avan\u00e7ar significativamente, no passado, a nossa compreens\u00e3o da forma\u00e7\u00e3o e composi\u00e7\u00e3o dos sistemas planet\u00e1rios”, explica Thomas Henning, diretor do Instituto Max Planck de Astronomia. “O estudo atual \u00e9, portanto, o resultado de muitos anos de trabalho de prepara\u00e7\u00e3o conjunta e de melhorias constantes dos modelos f\u00edsicos.”<\/p>\n\n\n\n

Os resultados mais recentes derivam de c\u00e1lculos de modelos f\u00edsicos que tra\u00e7am a forma\u00e7\u00e3o e subsequente evolu\u00e7\u00e3o dos planetas. Estes modelos englobam processos nos discos de g\u00e1s e poeira que rodeiam as estrelas jovens e que d\u00e3o origem a novos planetas. Estes modelos incluem o aparecimento de atmosferas, a mistura de diferentes gases e a migra\u00e7\u00e3o radial.<\/p>\n\n\n\n

“No centro deste estudo est\u00e3o as propriedades da \u00e1gua a press\u00f5es e temperaturas que ocorrem no interior dos planetas e nas suas atmosferas”, explica Burn. Compreender como a \u00e1gua se comporta numa vasta gama de press\u00f5es e temperaturas \u00e9 crucial para as simula\u00e7\u00f5es. S\u00f3 nos \u00faltimos anos \u00e9 que este conhecimento tem sido de qualidade suficiente. \u00c9 esta a componente que permite calcular de forma realista o comportamento dos sub-Neptunos, explicando assim a manifesta\u00e7\u00e3o de atmosferas alargadas nas regi\u00f5es mais quentes.<\/p>\n\n\n\n

“\u00c9 not\u00e1vel como, tal como neste caso, as propriedades f\u00edsicas a n\u00edvel molecular influenciam processos astron\u00f3micos de grande escala, como a forma\u00e7\u00e3o de atmosferas planet\u00e1rias”, acrescenta Henning.<\/p>\n\n\n\n

“Se alarg\u00e1ssemos os nossos resultados a regi\u00f5es mais frias, onde a \u00e1gua \u00e9 l\u00edquida, isto poderia sugerir a exist\u00eancia de mundos aqu\u00e1ticos com oceanos profundos”, diz Mordasini. “Tais planetas poderiam, potencialmente, albergar vida e seriam alvos relativamente simples para a procura de biomarcadores, gra\u00e7as ao seu tamanho.”<\/p>\n\n\n\n

Mais trabalho pela frente<\/strong><\/p>\n\n\n\n

No entanto, o trabalho atual \u00e9 apenas um marco importante. Embora a distribui\u00e7\u00e3o simulada de tamanhos coincida de perto com a observada, e o “vale” do raio esteja no s\u00edtio certo, os pormenores ainda t\u00eam algumas inconsist\u00eancias. Por exemplo, nos c\u00e1lculos, demasiados planetas gelados acabam por ficar demasiado perto da estrela central. No entanto, os investigadores n\u00e3o veem esta circunst\u00e2ncia como uma desvantagem e esperam aprender, desta forma, mais sobre a migra\u00e7\u00e3o planet\u00e1ria.<\/p>\n\n\n\n

Observa\u00e7\u00f5es com telesc\u00f3pios como o James Webb ou o ELT (Extremely Large Telescope), este \u00faltimo ainda em constru\u00e7\u00e3o, tamb\u00e9m podem ajudar. Estes telesc\u00f3pios seriam capazes de determinar a composi\u00e7\u00e3o dos planetas em fun\u00e7\u00e3o do seu tamanho, permitindo assim testar as simula\u00e7\u00f5es aqui descritas.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ Instituto Max Planck de Astronomia (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Universidade de Berna (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Nature Astronomy)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Lacuna ou “vale” do raio:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Exoplanetas:
<\/strong>Wikipedia<\/a>
Lista de planetas (Wikipedia)<\/a>
Lista de exoplanetas potencialmente habit\u00e1veis (Wikipedia)<\/a>
Lista de exoplanetas mais pr\u00f3ximos (Wikipedia)<\/a>
Lista de extremos (Wikipedia)<\/a>
Lista de exoplanetas candidatos a albergar \u00e1gua l\u00edquida (Wikipedia)<\/a>
Open Exoplanet Catalogue<\/a>
NASA<\/a>
Exoplanet.eu<\/a>
Sub-Neptuno (Wikipedia)<\/a>
Super-Terra (Wikipedia)<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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