Quando se fala em planetas rochosos, muitas vezes imaginamos a Terra: um núcleo metálico denso, um manto de silicato e uma fina atmosfera. No entanto, essa estrutura familiar pode ser uma exceção no Universo, de acordo com um novo estudo submetido ao
Astrophysical Journal.
Os astrônomos há muito supunham que os exoplanetas rochosos seguiam o mesmo padrão do nosso Sistema Solar. Mas a maioria dos planetas descobertos ao redor de outras estrelas são sub-Netunos ou super-Terras, mundos maiores que a Terra, porém menores que Netuno. Sua formação deveria ter sido semelhante, com ferro no centro, silicato acima e hidrogênio na superfície. Só que a realidade é bem diferente.
Imagem: Argonne National Laboratory / Flickr / CC 2.0
No interior desses planetas, as pressões e temperaturas extremas mudam o jogo. Acima de 4000 graus Kelvin, o hidrogênio e o silicato fundido tornam-se totalmente miscíveis, como água e álcool. Eles não formam mais duas camadas separadas, mas um único fluido homogêneo. Se um planeta acumular mais de um por cento de sua massa em hidrogênio, seu interior torna-se uma mistura única de ferro, silicato e hidrogênio, sem núcleo ou manto distintos.
Essa estrutura homogênea tem consequências importantes na evolução do planeta: influencia seu resfriamento, sua capacidade de reter sua atmosfera e a forma como seu raio muda com o tempo. Os autores do estudo mostram que esse modelo de miscibilidade explica naturalmente observações intrigantes, como o "fosso de raio" que separa as super-Terras dos sub-Netunos, bem como a dependência do raio em relação ao período orbital.
Uma previsão verificável emerge deste trabalho: se o hidrogênio se libera gradualmente do interior para se juntar à atmosfera, os jovens sub-Netunos devem parecer mais inchados do que o previsto para sua idade. As observações atuais com o telescópio espacial James Webb e as futuras missões de trânsito podem em breve confirmar ou refutar essa assinatura.
Claro, ainda há ressalvas. O modelo baseia-se em extrapolações teóricas do comportamento do hidrogênio, silicato e ferro em condições ainda inacessíveis em laboratório, embora os experimentos de alta pressão estejam progredindo. Os balanços térmicos internos permanecem incertos, e a abordagem estatística utilizada só pode oferecer uma imagem provável, não uma certeza.
No final das contas, a afirmação é audaciosa: o planeta mais comum da Galáxia pode não se parecer em nada com a Terra. A própria ideia de um núcleo planetário, esse pequeno coração denso e metálico que consideramos garantido, pode ser a exceção, e não a regra. Nesse cenário, é o nosso próprio planeta que seria a estranheza.
Fonte: Astrophysical Journal (preprint do arXiv)