Colisão frontal entre mundos distantes
2019 fevereiro 05

Colisões gigantes entre planetas poderão estar na origem de algumas propriedades do Sistema Solar, como a composição de Mercúrio ou até a formação da Lua. Surgem agora evidências de que tais impactos poderão ter ocorrido também noutros sistemas estelares.

Uma equipa internacional de que faz parte Pedro Figueira, do Observatório Europeu do Sul (ESO) e do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA¹), caracterizou os planetas que orbitam a estrela Kepler-107a. Dois deles têm tamanhos quase idênticos mas densidades muito diferentes, o que se poderá atribuir a um impacto gigante ocorrido na história deste sistema exoplanetário. Os resultados foram publicados² ontem, 4 de fevereiro, na revista Nature Astronomy.

Os dois planetas rochosos que orbitam mais próximo da estrela Kepler-107a têm ambos cerca de uma vez e meia o diâmetro da Terra, mas, enquanto Kepler-107b tem uma densidade próxima da do nosso planeta, o que sugere uma composição semelhante, o seu companheiro Kepler-107c tem mais do dobro da massa e da densidade daquele. Tal indica uma composição interna similar à de Mercúrio, com o núcleo de ferro perfazendo cerca de 70% da sua massa total.

“Se, com base nos modelos atuais de formação planetária, supusermos que estes planetas nasceram com propriedades muito mais semelhantes entre si do que aquelas que apresentam hoje, temos fortes indicações de que as diferenças entre eles se devem a diferentes percursos evolutivos”, diz Pedro Figueira.

Têm sido descobertos outros exoplanetas parecidos com Mercúrio³, mas nesses casos, tal como com Mercúrio, a proximidade à estrela-mãe permite sugerir diversos processos para explicar a composição e estrutura interna destes planetas.

“Só como efeitos de um impacto gigante podemos explicar que estes dois planetas rochosos, Kepler-107b e c, com praticamente o mesmo tamanho, tenham composições internas tão diferentes", diz Aldo S. Bonomo, investigador do Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), em Turim, Itália, e primeiro autor do artigo. As simulações publicadas neste estudo sugerem que um impacto a alta velocidade entre dois corpos com cerca de dez massas terrestres poderá ter removido a Kepler-107c parte do seu manto, rico em silicatos, deixando apenas uma estreita camada cobrindo o núcleo de ferro.

“Este é um par de planetas que cria sérias dificuldades às teorias mais simples de formação planetária, que não têm em conta a evolução dos planetas, mas que parece confirmar observações do nosso próprio Sistema Solar”, comenta Pedro Figueira. “Estas observações noutro sistema planetário sugerem que a posterior evolução dramática por interações e impactos poderá alterar significativamente o cenário inicial do sistema saído da nuvem protoplanetária⁴”.

A estrela Kepler-107a tem uma composição química semelhante ao Sol e massa e raio ligeiramente maiores, sendo também um pouco mais nova que a nossa estrela. O estudo utilizou dados da missão espacial Kepler, da NASA, e observações realizadas com o espectrógrafo HARPS-N do Telescópio Nacional Galileo, nas Ilhas Canárias.



Notas

1. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a maior unidade de investigação na área das Ciências do Espaço em Portugal, integrando investigadores da Universidade do Porto e da Universidade de Lisboa, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação que a Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) encomendou à European Science Foundation (ESF). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela FCT/MCES (UID/FIS/04434/2019).
2. O artigo “A giant impact as the likely origin of different twins in the Kepler-107 exoplanet system”, por Aldo S. Bonomo et al., foi publicado online a 4 de fevereiro de 2019 na revista científica Nature Astronomy (DOI:10.1038/s41550-018-0684-9).
3. Veja-se o comunicado de imprensa do IA, “Um outro Mercúrio, mas grande como a Terra”, de 26 de março de 2018.
4. Um disco protoplanetário é um disco denso de gás e poeira em rotação em torno de uma estrela recém-formada e no qual se poderão vir a formar planetas.

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