Descoberto um estranho mundo com uma sauna à escala planetária

Os planetas do tamanho da Terra (rochosos), possuem na sua composição um núcleo de ferro e um manto de rocha, em proporções semelhantes às encontradas no nosso planeta. Contudo, o surpreendente Universo que nos rodeia continua a permitir descobertas incríveis e, uma das mais recentes, sugere que a diversidade de composição destes mundos pode ser ainda maior do que se pensava.

Num estudo internacional publicado na revista Astronomy & Astrophysics, chefiado por investigadores do Centro de Astrobiologia (CAB, CSIC-INTA) analisou-se detalhadamente a super-Terra TOI-244 b, que orbita uma estrela anã vermelha a 72 anos-luz de distância. Os resultados mostraram um exoplaneta possivelmente envolto numa espessa atmosfera de vapor.

As primeiras impressões da super-Terra TOI-244 b

A missão espacial da NASA (TESS) detetou o sinal do TOI-244 b primeiramente em 2018. Os dados aí obtidos foram utilizados para fazer o estudo, em conjunto com aqueles que foram recolhidos pelo instrumento ESPRESSO no Observatório Paranal do Observatório Europeu do Sul (ESO), localizado no deserto de Atacama (Chile). Os cientistas foram capazes de confirmar e proceder à caracterização em profundidade deste novo exoplaneta.

De acordo com os dados, este exoplaneta é 1,5 vezes maior do que a Terra e 2,7 vezes mais maciço. Estas medições correspondem a uma densidade quase duas vezes inferior à esperada, colocando o TOI-244 b longe das características típicas de outras Terras.

Porque é que este planeta é tão pouco denso?

Os cientistas analisaram várias possibilidades que explicassem a baixa densidade deste planeta rochoso. Uma delas consistia no seu núcleo poder ser pobre em ferro e, por isso, abrigar um extenso manto de rocha. Mas esta hipótese foi descartada uma vez que os cálculos mostravam que, mesmo um planeta totalmente rochoso não teria uma densidade tão baixa como a observada em TOI-244 b.

Avançaram então com outra possibilidade: seria a baixa densidade do planeta devida à existência de uma extensa atmosfera? Possivelmente, num estágio inicial, a atmosfera terá sido constituída por elementos químicos leves abundantes em regiões de formação de planetas (hidrogénio e hélio), a radiação ultravioleta e de raios-X da estrela teria evaporado esta atmosfera primordial, deixando uma atmosfera secundária composta principalmente por água.

Tendo isto em consideração, os autores do estudo procederam a simulações que exploram a possibilidade de TOI-244 b ter uma estrutura sólida semelhante à da Terra, provavelmente rodeado por uma hidrosfera de água gasosa e supercrítica, com 400-600 quilómetros de espessura, ou seja, cerca de 50 vezes mais extensa do que a atmosfera terrestre.

Castro-González explica que, tendo em conta as condições de temperatura e humidade na superfície do planeta, o clima de TOI-244 b seria como o de uma sauna húmida de dimensão planetária. E claro, baseado nisto, assume-se facilmente que as temperaturas e pressões muito elevadas seriam bastante hostil à maioria das formas de vida conhecidas pelo Ser Humano.

População de planetas com atmosferas insufladas e futuros estudos

Dos mais de 5300 planetas encontrados até agora, apenas alguns apresentam propriedades parecidas com as do TOI-244 b. Esta descoberta permitiu aos autores propor a existência de uma possível nova população de planetas rochosos com atmosferas insufladas. Esta tipologia de planetas tem tendência para orbitar estrelas pobres em metais, que também tendem a receber menos radiação estelar do que as super-Terras mais densas.

Informações valiosas sobre a natureza destes objetos podem daqui ser extraídas, mas, para haver mais certezas é preciso analisar sistemas planetários com um maior grau de detalhe, melhor caracterizados. Se isto for confirmado, fica a ideia, bem vincada, de que uma hidrosfera alargada não é apenas a explicação mais provável para a estrutura de TOI-244 b, “mas também para uma nova população emergente de super-Terras insufladas”, explica Castro-González.

"Estes resultados aprofundam a necessidade de compreender a genética planetária, as condições de formação e evolução que nos levaram a encontrar uma diversidade tão rica de sistemas exoplanetários", afirma Jorge Lillo Box, também investigador do CAB e orientador da tese de Amadeo.