Um artigo recém-publicado na revista Nature Astronomy apresenta uma nova explicação para a evolução de exoplanetas rochosos extremamente quentes, conhecidos como “mundos de lava”.
Liderado por Charles-Édouard Boukaré, professor assistente no Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade de York, Inglaterra, o estudo propõe uma estrutura teórica simples para entender como esses planetas funcionam internamente e como suas atmosferas mudam com o tempo.
Segundo a pesquisa, esses mundos estão tão próximos de suas estrelas, em órbitas tão extremas, que enfrentam condições muito diferentes das existentes nos planetas rochosos do Sistema Solar, como a Terra ou Marte.
Simulações desvendam a interação entre interior e atmosfera dos mundos de lava
A equipe desenvolveu simulações para entender como esses mundos evoluem e como seu interior e a atmosfera interagem. Os pesquisadores descobriram que, apesar das condições extremas, os processos envolvidos lembram os que moldaram planetas como o nosso.
Os mundos de lava são geralmente do tamanho da Terra ou um pouco maiores e orbitam muito perto de suas estrelas,a ponto de completarem uma volta em menos de um dia terrestre. Assim como acontece com a Lua, eles estão presos por forças de maré, sempre mostrando a mesma face para a estrela-mãe. Isso faz com que o lado diurno seja extremamente quente, com temperaturas tão altas que derretem e vaporizam rochas, gerando mares de lava incandescente.
O estudo mostra que, nesses planetas, as rochas derretidas liberam elementos como ferro, silício e potássio, que passam por mudanças químicas ao interagirem com o calor e a atmosfera. O processo é parecido com uma destilação, em que cada elemento reage de forma diferente às altas temperaturas. Essa evolução química se mantém por bilhões de anos, moldando esses mundos aos poucos.
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Planetas rochosos incandescentes são diferentes conforme a idade
Combinando conhecimentos de geofísica, ciências planetárias e química para simular a evolução desses planetas, a equipe concluiu que eles podem existir em dois estágios distintos: os mundos jovens, com interior totalmente derretido, e os mais velhos, com apenas uma fina camada de lava no lado voltado para a estrela. A composição da atmosfera varia conforme a idade e a estrutura interna de cada um.
Os planetas no estágio mais jovem têm calor intenso circulando internamente, o que mantém até o lado escuro relativamente quente. Já nos mais antigos, a atividade interna é reduzida, e a atmosfera perde elementos voláteis como sódio e ferro, deixando pistas sobre sua história.
Essa linha de pesquisa começou como uma ideia especulativa, sem grandes expectativas, segundo Boukaré. No entanto, os modelos desenvolvidos pela equipe se mostraram promissores e levaram a novas oportunidades, como a aprovação de 100 horas de observação com o Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA.
As observações, lideradas pela coautora do estudo Lisa Dang, professora da Universidade de Waterloo, no Canadá, vão testar diretamente as previsões feitas pelo grupo. Se for possível diferenciar planetas jovens e antigos com base nas suas atmosferas, isso pode revolucionar a investigação de mundos fora do Sistema Solar.
“Esperamos realmente poder observar e distinguir planetas de lava antigos de planetas de lava jovens. Se conseguirmos fazer isso, representará um passo importante para ir além da visão tradicional de exoplanetas”, diz Boukaré em um comunicado.
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