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Investigadores do Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) e do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) conseguiram estabelecer, pela primeira vez, uma correlação entre a composição de exoplanetas rochosos e a composição das suas estrelas-mãe. A equipa demonstrou ainda que, ao contrário do que se supunha, esta relação não é direta. O estudo foi recentemente publicado na revista Science.

As estrelas recém-formadas estão rodeadas por um disco protoplanetário (disco de matéria composto por 99% gás, e 1% de material sólido, na forma de pó) com uma fração do material deste disco a condensar em blocos de formação planetária e o resto eventualmente a cair para a estrela. Devido a esta origem comum, pressupunha-se que a composição desses “tijolos” planetários e dos planetas rochosos de baixa massa seria semelhante à composição da estrela-mãe.

No entanto, até aqui a única referência que havia disponível era o nosso próprio Sistema Solar e para este, a composição dos principais elementos de formação de rochas nos planetas telúricos (com exceção de Mercúrio), tais como magnésio, silício ou ferro, é semelhante à composição do Sol.

Uma realidade que se altera com o trabalho agora publicado. “O nosso trabalho vai restringir os parâmetros dos modelos de formação planetária, que terão um nível de fiabilidade e detalhe verdadeiramente sem precedentes”, destaca Vardan Adibekyan.

A equipa determinou que “a composição dos planetas telúricos está intimamente ligada à composição da sua estrela. O nosso estudo demonstra igualmente que a quantidade de ferro nestes planetas telúricos é maior do que seria de esperar, se deduzida pela a composição do disco protoplanetário onde estes se formaram. A nossa interpretação acerca deste enriquecimento de ferro é que este será provocado por reações químicas no disco protoplanetário e pelas particularidades da formação planetária”, explica o investigador do IA/U.Porto.

Apesar de tudo, este resultado não era inesperado, uma vez que a equipa estava ativamente à procura desta correlação. Para tal, selecionou 21 dos exoplanetas rochosos conhecidos caracterizados com mais precisão.

“Esta caracterização baseou-se em medições da massa e do raio, que foram usados para calcular a densidade, assim como a quantidade de ferro nos planetas. Também foram usados espectros de alta resolução, obtidos com os mais avançados espectrógrafos, montados em grandes observatórios espalhados pelo planeta, nos observatórios do ESO de La Silla e Paranal, em Mauna Kea e Roque de los Muchachos, para determinar a composição das estrelas-mãe e deduzir a composição dos componentes essenciais de formação de rochas nos discos protoplanetários”, refere Vardan Adibekyan.

Entre os autores deste trabalho estão também Nuno Santos, docente e investigador do DFA/IA e Sérgio Sousa (DFA/IA). 

Ilustração da formação de planetas à volta de uma estrela semelhante ao Sol, com rochas e moléculas de Ferro, os “tijolos” para a formação dos planetas, em grande plano. (Imagem: Tania Cunha/Planetário do Porto – Centro Ciência Viva & IA/U.Porto)

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Renata Silva. SICC. 20-10-2021