{"id":7889,"date":"2025-04-01T06:12:21","date_gmt":"2025-04-01T05:12:21","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7889"},"modified":"2025-04-01T06:12:22","modified_gmt":"2025-04-01T05:12:22","slug":"as-atmosferas-de-planetas-jovens-poderao-ter-misturas-inesperadas-de-hidrogenio-e-agua","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2025\/04\/01\/as-atmosferas-de-planetas-jovens-poderao-ter-misturas-inesperadas-de-hidrogenio-e-agua\/","title":{"rendered":"As atmosferas de planetas jovens poder\u00e3o ter misturas inesperadas de hidrog\u00e9nio e \u00e1gua"},"content":{"rendered":"
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Esta impress\u00e3o de artista mostra o exoplaneta K2-18b, a sua estrela hospedeira e um segundo planeta neste sistema.\nCr\u00e9dito: ESA\/Hubble, M. Kornmesser<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Todos os planetas s\u00e3o feitos de g\u00e1s, gelo, rocha e metal e os modelos de forma\u00e7\u00e3o planet\u00e1ria partem normalmente do princ\u00edpio que estes materiais n\u00e3o reagem quimicamente uns com os outros. Mas e se alguns deles reagirem? Os cientistas planet\u00e1rios da UCLA (University of California, Los Angeles) e da Universidade de Princeton colocaram essa quest\u00e3o e obtiveram uma resposta surpreendente: sob o intenso calor e press\u00e3o dos planetas rec\u00e9m-nascidos, a \u00e1gua e o g\u00e1s reage um com o outro, criando misturas inesperadas nas atmosferas de planetas jovens de tamanhos entre o da Terra e de Neptuno e uma “chuva” no interior das atmosferas.<\/p>\n\n\n\n

Estudos recentes mostram que o tipo mais comum de planetas na nossa Gal\u00e1xia, os que t\u00eam dimens\u00f5es entre a Terra e Neptuno, formam-se tipicamente com uma atmosfera de hidrog\u00e9nio, resultando em condi\u00e7\u00f5es onde o hidrog\u00e9nio e o interior fundido do planeta interagem durante milh\u00f5es ou milhares de milh\u00f5es de anos. As intera\u00e7\u00f5es entre a atmosfera e o interior s\u00e3o, portanto, cruciais para compreender a forma\u00e7\u00e3o e evolu\u00e7\u00e3o destes corpos e o que poder\u00e1 estar por baixo destas atmosferas.<\/p>\n\n\n\n

Mas as temperaturas e press\u00f5es envolvidas s\u00e3o t\u00e3o extremas que as experi\u00eancias laboratoriais para as estudar s\u00e3o praticamente imposs\u00edveis. Os investigadores aproveitaram os supercomputadores da UCLA e de Princeton para realizar simula\u00e7\u00f5es de din\u00e2mica molecular de mec\u00e2nica qu\u00e2ntica para investigar a forma como o hidrog\u00e9nio e a \u00e1gua – dois dos mais importantes constituintes planet\u00e1rios – interagem numa vasta gama de press\u00f5es e temperaturas em planetas do tamanho de Neptuno e mais pequenos. Os resultados foram publicados na revista The Astrophysical Journal Letters.<\/p>\n\n\n\n

“Normalmente pensamos que a f\u00edsica e a qu\u00edmica b\u00e1sicas j\u00e1 s\u00e3o conhecidas”, disse o coautor do estudo, Lars Stixrude, professor de ci\u00eancias da Terra, planet\u00e1rias e espaciais da UCLA. “Sabemos quando as coisas v\u00e3o derreter, quando se v\u00e3o dissolver e quando v\u00e3o congelar. Mas quando se trata do interior profundo dos planetas, simplesmente n\u00e3o sabemos. N\u00e3o h\u00e1 nenhum manual onde possamos procurar estas coisas e temos de as prever”.<\/p>\n\n\n\n

Os investigadores criaram simula\u00e7\u00f5es de um sistema dividido em hidrog\u00e9nio e \u00e1gua, com v\u00e1rias centenas de \u00e1tomos cada um, e calcularam a forma como estes interagem entre si a n\u00edvel qu\u00e2ntico. Os \u00e1tomos responderam de forma natural, tal como fariam numa experi\u00eancia de laborat\u00f3rio nas mesmas condi\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

Os planetas podem ser extremamente quentes quando nascem ou quando est\u00e3o muito pr\u00f3ximos das suas estrelas-m\u00e3e, e estas experi\u00eancias computacionais mostraram que esses planetas teriam uma atmosfera composta por uma mistura homog\u00e9nea de hidrog\u00e9nio e \u00e1gua. Mas \u00e0 medida que os planetas envelhecem, a sua temperatura diminui e o hidrog\u00e9nio e a \u00e1gua come\u00e7am a separar-se. A subsequente precipita\u00e7\u00e3o de \u00e1gua poderia n\u00e3o s\u00f3 gerar uma quantidade inesperada de calor nas profundezas destes mundos, mas tamb\u00e9m alterar a composi\u00e7\u00e3o das atmosferas e a evolu\u00e7\u00e3o destes planetas durante milhares de milh\u00f5es de anos.<\/p>\n\n\n\n

“Com o passar do tempo, \u00e0 medida que o planeta arrefece, nas regi\u00f5es exteriores da atmosfera, come\u00e7am a formar-se nuvens \u00e0 medida que a \u00e1gua se condensa”, disse o primeiro autor Akash Gupta, que realizou a investiga\u00e7\u00e3o como estudante de doutoramento na UCLA e que \u00e9 agora bolseiro de p\u00f3s-doutoramento na Universidade de Princeton. “Pouco tempo depois, a \u00e1gua e o hidrog\u00e9nio come\u00e7ariam a separar-se nas profundezas da atmosfera – um acontecimento crucial, dado que a maioria das reservas de hidrog\u00e9nio e \u00e1gua do planeta se encontram nestas profundidades. Isto levaria a uma ‘chuva’ nas profundezas da atmosfera do planeta, \u00e0 medida que a \u00e1gua mais pesada se afunda enquanto o hidrog\u00e9nio mais leve sobe, resultando num inv\u00f3lucro exterior rico em hidrog\u00e9nio e um interior rico em \u00e1gua”.<\/p>\n\n\n\n

A descoberta pode tamb\u00e9m ajudar a resolver o mist\u00e9rio da raz\u00e3o pela qual \u00darano emite muito menos calor do que Neptuno, apesar de estes planetas serem muito semelhantes em tamanho.<\/p>\n\n\n\n

“A chuva de \u00e1gua pode ter ocorrido at\u00e9 agora em maior extens\u00e3o em Neptuno do que em \u00darano, gerando assim mais calor interno em Neptuno”, disse Gupta. “Isto poderia explicar porque \u00e9 que \u00darano apresenta um fluxo de calor significativamente mais baixo do que Neptuno”.<\/p>\n\n\n\n

O trabalho tem implica\u00e7\u00f5es para planetas para l\u00e1 do nosso Sistema Solar, como K2-18 b e TOI-270 d, que t\u00eam sido apontados como mundos potencialmente habit\u00e1veis com uma atmosfera de hidrog\u00e9nio que cobre um oceano de \u00e1gua. No entanto, as temperaturas internas desses exoplanetas, se forem suficientemente elevadas, poder\u00e3o situar-se inteiramente no regime onde o hidrog\u00e9nio e a \u00e1gua n\u00e3o se podem separar, pelo que consistiriam num \u00fanico fluido homog\u00e9neo de hidrog\u00e9nio e \u00e1gua.<\/p>\n\n\n\n

“Se a \u00e1gua e o hidrog\u00e9nio estiverem, de facto, substancialmente misturados no interior de um planeta, a estrutura e a evolu\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica de exoplanetas semelhantes \u00e0 Terra e a Neptuno podem ser substancialmente diferentes dos modelos padr\u00e3o tipicamente usados neste campo”, disse Hilke Schlichting, coautora do estudo e professora de ci\u00eancias da Terra, planet\u00e1rias e espaciais da UCLA.<\/p>\n\n\n\n

“Por outro lado, os planetas mais frios podem ter uma camada separada enriquecida em \u00e1gua, possivelmente na forma l\u00edquida”.<\/p>\n\n\n\n

A investiga\u00e7\u00e3o fornece, assim, um quadro inspirado na f\u00edsica para restringir a procura de sistemas planet\u00e1rios na nossa Gal\u00e1xia, nos quais os exoplanetas ricos em \u00e1gua poderiam ter oceanos de \u00e1gua ou atmosferas onde o hidrog\u00e9nio e a \u00e1gua est\u00e3o completamente misturados, e revela o que possivelmente governa esta bifurca\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ UCLA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (The Astrophysical Journal Letters)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\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><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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