13/09/2022 - 17:25
A Terra não é mesmo única: planetas parecidos com o nosso podem ser comuns no universo, sugere um novo estudo de astrofísicos e geoquímicos da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA). O trabalho, que contou com o suporte da Nasa, foi publicado na revista “Science”.
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Liderados por Alexandra Doyle, estudante de geoquímica e astroquímica da UCLA, os cientistas desenvolveram um novo método para analisar em detalhes a geoquímica de planetas fora do Sistema Solar. O método tem origem na análise dos elementos presentes nas rochas de asteroides ou fragmentos de planetas rochosos que orbitavam seis estrelas anãs brancas.
Os dados analisados por Doyle foram coletados por telescópios, principalmente do Observatório WM Keck, no Havaí, que os cientistas espaciais haviam coletado anteriormente para outros fins científicos.
“Aprender a composição de planetas fora do Sistema Solar é muito difícil”, disse a coautora Hilke Schlichting, professora associada de astrofísica e ciência planetária da UCLA. “Usamos o único método possível – um método pioneiro – para determinar a geoquímica de rochas fora do Sistema Solar.”
Restos de estrelas normais
Anãs brancas são restos densos e queimados de estrelas normais. Sua forte atração gravitacional faz com que elementos pesados como carbono, oxigênio e nitrogênio afundem rapidamente em seus interiores, onde os elementos pesados não podem ser detectados por telescópios. A anã branca mais próxima estudada por Doyle fica a cerca de 200 anos-luz da Terra, e a mais distante, a 665 anos-luz de distância.
“Observando essas anãs brancas e os elementos presentes em sua atmosfera, estamos observando os elementos que estão no corpo que orbitam a anã branca”, disse Doyle. A grande força gravitacional da anã branca rasga o asteroide ou fragmento de planeta que a orbita, e o material cai sobre a anã branca, disse ela. “Observar uma anã branca é como fazer uma autópsia no conteúdo daquilo que devorou em seu sistema solar.”
Ela acrescentou: “Se eu olhasse apenas para uma anã branca, esperaria ver hidrogênio e hélio. Mas nesses dados, também vejo outros materiais, como silício, magnésio, carbono e oxigênio – material que se acumulou nas anãs brancas a partir de corpos que estavam em sua órbita.”
Quando o ferro é oxidado, compartilha seus elétrons com o oxigênio, formando uma ligação química entre eles, disse Edward Young, professor de geoquímica e cosmoquímica da UCLA e coautor do artigo. “Isso se chama oxidação e você pode ver quando o metal se transforma em ferrugem”, afirmou. “O oxigênio rouba elétrons do ferro, produzindo óxido de ferro em vez de ferro. Medimos a quantidade de ferro oxidado nessas rochas que atingem a anã branca. Estudamos o quanto o metal enferruja.”
Estado de oxidação
Rochas da Terra, de Marte e outras partes do Sistema Solar são semelhantes em sua composição química e contêm um nível surpreendentemente alto de ferro oxidado, afirmou Young. “Medimos a quantidade de ferro oxidado nessas rochas que atingem a anã branca”, disse ele.
Segundo os pesquisadores, a oxidação de um planeta rochoso tem um efeito significativo em sua atmosfera, seu núcleo e o tipo de rochas que ele produz em sua superfície. “Toda a química que acontece na superfície da Terra pode ser rastreada até o estado de oxidação do planeta”, disse Young. “O fato de termos oceanos e todos os ingredientes necessários para a vida pode ser rastreado até o planeta estar oxidado. As rochas controlam a química.”
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O sol é composto principalmente de hidrogênio, que faz o oposto de oxidar – o hidrogênio adiciona elétrons.
Até agora, os cientistas não sabiam com detalhes se a química dos exoplanetas rochosos é semelhante ou muito diferente da química da Terra.
Quão semelhantes são as rochas que a equipe da UCLA analisou em relação às rochas da Terra e de Marte? “São parecidas com a Terra e com Marte em termos de ferro oxidado”, disse Doyle. “Estamos descobrindo que rochas são rochas em todos os lugares, com geofísica e geoquímica muito semelhantes.”
Seis elementos
“Sempre foi um mistério o motivo pelo qual as rochas no Sistema Solar são tão oxidadas”, disse Young. “Não é o que você espera. Uma pergunta era se isso também seria verdade em torno de outras estrelas. Nosso estudo diz que sim. Isso é muito bom para procurar planetas parecidos com a Terra no universo.”
Os pesquisadores estudaram os seis elementos mais comuns nas rochas: ferro, oxigênio, silício, magnésio, cálcio e alumínio. Eles usaram cálculos e fórmulas matemáticas porque ainda não conseguem estudar rochas reais de anãs brancas. “Podemos determinar a geoquímica dessas rochas matematicamente e comparar esses cálculos com as rochas que temos da Terra e de Marte”, disse Doyle, que tem experiência em geologia e matemática. “Compreender as rochas é crucial porque elas revelam a geoquímica e a geofísica do planeta.”
“Se as rochas extraterrestres têm uma quantidade semelhante de oxidação à da Terra, então você pode concluir que o planeta possui placas tectônicas e potencial semelhante para campos magnéticos semelhantes aos da Terra, que se acredita serem os principais ingredientes para a vida”, disse Schlichting. “Este estudo é um salto adiante ao poder fazer essas inferências para corpos fora do nosso sistema solar e indica que é muito provável que haja realmente análogos da Terra.”
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