Uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade de Oxford encontrou evidências de um planeta até então desconhecido fora do nosso sistema solar – um planeta que possui enormes quantidades de enxofre trancadas nas profundezas de oceanos de rocha derretida de vida longa. Os resultados foram publicados em 16 de março em astronomia natural.
O mundo, conhecido como L 98-59 d (um exoplaneta, o que significa que orbita uma estrela fora do nosso sistema solar), orbita uma pequena estrela vermelha a cerca de 35 anos-luz da Terra. Dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST) e de observatórios terrestres revelaram algo incomum. Para um planeta com cerca de 1,6 vezes o tamanho da Terra, tem uma densidade surpreendentemente baixa e uma atmosfera rica em sulfeto de hidrogênio.
um planeta inclassificável
Até agora, os cientistas teriam classificado planetas como L 98-59 d em uma de duas categorias. Poderia ser um “anão gasoso” rochoso com uma atmosfera dominada por hidrogénio, ou poderia ser um mundo rico em água coberto por oceanos profundos e gelo.
Novas evidências sugerem que não se enquadra em nenhuma das categorias. Em contraste, L 98-59 d parece pertencer a uma classe totalmente diferente de planetas, composta principalmente por compostos pesados de enxofre.
Oceano global de magma abaixo da superfície
Para compreender este mundo invulgar, investigadores das Universidades de Oxford, Groningen, Leeds e ETH Zurich utilizaram simulações informáticas avançadas para acompanhar a sua evolução desde pouco depois da sua formação até hoje, abrangendo quase 5 mil milhões de anos. Ao combinar observações telescópicas com modelos detalhados do interior e da atmosfera do planeta, eles foram capazes de inferir o que estava acontecendo nas profundezas do planeta.
As suas descobertas sugerem que o manto de L 98-59 d era feito de silicatos derretidos, semelhantes à lava da Terra. Abaixo de sua superfície existe um vasto oceano de magma que se estende por milhares de quilômetros de profundidade. Este vasto reservatório permite à Terra reter grandes quantidades de enxofre no seu interior durante longos períodos de tempo.
Os oceanos de magma também ajudam a manter uma atmosfera espessa e rica em hidrogênio que contém gases contendo enxofre, como o sulfeto de hidrogênio (H2S). Normalmente, a radiação da estrela hospedeira remove gradualmente estes gases para o espaço através de processos conduzidos por raios-X.
O enxofre circula entre o interior e a atmosfera
Ao longo de milhares de milhões de anos, as contínuas trocas químicas entre o interior fundido e a atmosfera moldaram a aparência atual da Terra. Estas interações explicam os sinais incomuns detectados pelo telescópio.
Os investigadores acreditam que L 98-59 d pode ser o primeiro exemplo descoberto de uma classe mais ampla de planetas ricos em gás e dominados por enxofre que sustentam oceanos de magma de longa vida. Se for este o caso, isso sugeriria que existe uma gama muito maior de tipos de planetas em toda a galáxia do que se pensava anteriormente.
O autor principal, Harrison Nicholls (Departamento de Física da Universidade de Oxford), disse: “Esta descoberta sugere que as categorias atualmente usadas pelos astrónomos para descrever asteróides podem ser demasiado simplistas. Embora seja improvável que este planeta derretido suporte vida, reflecte a grande diversidade de mundos que existem fora do nosso sistema solar. Poderíamos então perguntar: que outros tipos de planetas estão à espera de serem descobertos?”
Como o enxofre molda a atmosfera
As observações do JWST em 2024 encontraram a presença de dióxido de enxofre e outros gases contendo enxofre na alta atmosfera em L 98-59 d. De acordo com o modelo da equipe, o gás é formado quando a radiação ultravioleta da estrela anã vermelha hospedeira L 98-59 provoca reações químicas.
Entretanto, o oceano de magma subjacente agiu como um vasto sistema de armazenamento de materiais voláteis, absorvendo e libertando gases ao longo de milhares de milhões de anos após a formação da Terra. Uma combinação de armazenamento interno profundo e química orientada por UV explica as propriedades únicas da Terra.
Simulações sugerem que L 98-59 d pode ter se formado a partir de grandes quantidades de material volátil e pode ter parecido um planeta subnetuniano maior. Com o tempo, esfriou, perdeu parte de sua atmosfera e tornou-se cada vez menor.
Os cientistas apontam que se pensa que os oceanos de magma são o estado inicial de todos os planetas rochosos, incluindo a Terra e Marte. O estudo destes ambientes em mundos distantes pode fornecer informações sobre os primeiros estágios da história do nosso planeta.
Recrie mundos alienígenas com modelos
O coautor, Professor Raymond Pierre Humbert (Departamento de Física da Universidade de Oxford), disse: “É emocionante podermos usar modelos de computador para revelar os interiores ocultos de planetas que nunca visitaremos. Embora os astrónomos só possam medir o tamanho, a massa e a composição atmosférica dos planetas à distância, este estudo mostra que é possível reconstruir o passado profundo destes mundos alienígenas e descobrir que não existem sistemas solares semelhantes a planetas no nosso próprio sistema.”
O JWST já fornece um fluxo de dados crescente, e espera-se que futuras missões como Ariel e PLATO expandam ainda mais este conjunto de dados. A equipa planeia aplicar o seu modelo a estas observações usando aprendizagem automática para mapear a diversidade de planetas fora do nosso sistema solar e ligá-los ao seu desenvolvimento inicial.
Ao fazer isso, os cientistas esperam aprender mais sobre como os planetas se formam e evoluem e determinar que tipos de mundos podem ser capazes de sustentar vida.
Richard Chatterjee (Universidade de Leeds/Universidade de Oxford) disse:”Nosso modelo de computador simula uma variedade de processos planetários, permitindo-nos efetivamente voltar no tempo e entender como este exoplaneta rochoso incomum L 98-59 d evoluiu. O gás sulfureto de hidrogênio, a fonte do cheiro de ovo podre, parece desempenhar um papel principal.
