Correlação entre os elementos pesados nos planetas em trânsito e a metalicidade de seus pais. Crédito da imagem: A&A. Clique para ampliar
Dos 188 planetas extra-solares descobertos, 10 são trânsitos; nós os vemos porque escurecem sua estrela-mãe quando passam na frente. Isso dá aos astrônomos a oportunidade de estudar a composição real desses planetas. Astrônomos europeus descobriram que o conteúdo de metal desses "Júpiteres quentes" depende da quantidade de metal em sua estrela-mãe, o que altera o tamanho de seus núcleos.
Uma equipe de astrônomos europeus, liderada por T. Guillot (CNRS, Observatório da Côte d'Azur, França), publicará um novo estudo da física de Pegasids (também conhecido como Júpiteres Quentes) em Astronomia e Astrofísica. Eles descobriram que a quantidade de elementos pesados em Pegasids está correlacionada com a metalicidade de suas estrelas-mãe. Este é um primeiro passo para entender a natureza física dos planetas extra-solares.
Até agora, os astrônomos descobriram 188 planetas extra-solares, entre os quais 10 são conhecidos como "planetas em trânsito". Esses planetas passam entre sua estrela e nós em cada órbita. Dadas as limitações técnicas atuais, os únicos planetas em trânsito que podem ser detectados são planetas gigantes que orbitam perto de sua estrela-mãe, conhecidos como "Júpiteres Quentes" ou Pegasids. Os dez planetas em trânsito conhecidos até agora têm massas entre 110 e 430 massas terrestres (para comparação, Júpiter, com 318 massas terrestres, é o planeta mais massivo em nosso Sistema Solar).
Embora raro, os planetas em trânsito são a chave para entender a formação planetária, porque são os únicos para os quais a massa e o raio podem ser determinados. Em princípio, a densidade média obtida pode restringir sua composição global. No entanto, traduzir uma densidade média em uma composição global precisa de modelos precisos da estrutura interna e evolução dos planetas. A situação é dificultada pelo nosso conhecimento relativamente fraco do comportamento da matéria a altas pressões (a pressão no interior de planetas gigantes é mais de um milhão de vezes a pressão atmosférica na Terra). Dos nove planetas em trânsito conhecidos até abril de 2006, apenas o menos massivo poderia ter sua composição global determinada satisfatoriamente. Foi demonstrado que ele possui um núcleo maciço de elementos pesados, cerca de 70 vezes a massa da Terra, com um envelope de 40 hidrogênio e hélio em massa terrestre. Dos oito planetas restantes, seis foram encontrados em sua maioria constituídos por hidrogênio e hélio, como Júpiter e Saturno, mas sua massa central não pôde ser determinada. Os dois últimos foram considerados muito grandes para serem explicados por modelos simples.
Considerando-os como um conjunto pela primeira vez e respondendo pelos planetas anormalmente grandes, Tristan Guillot e sua equipe descobriram que os nove planetas em trânsito têm propriedades homogêneas, com uma massa central variando de 0 (sem núcleo ou pequeno) até a 100 vezes a massa da Terra e um envelope circundante de hidrogênio e hélio. Alguns dos Pegasids devem, portanto, conter quantidades maiores de elementos pesados do que o esperado. Ao comparar a massa de elementos pesados nos Pegasids com a metalicidade das estrelas-mãe, eles também encontraram uma correlação, com planetas nascidos em torno de estrelas que são tão ricas em metal quanto o nosso Sol e que têm pequenos núcleos, enquanto planetas orbitam estrelas que contêm duas a três vezes mais metais têm núcleos muito maiores. Seus resultados serão publicados em Astronomia e Astrofísica.
Os modelos de formação de planetas falharam em prever as grandes quantidades de elementos pesados encontrados dessa maneira em muitos planetas; portanto, esses resultados implicam que eles precisam ser revisados. A correlação entre a composição estelar e a planetária deve ser confirmada por novas descobertas de planetas em trânsito, mas este trabalho é um primeiro passo no estudo da natureza física dos planetas extra-solares e de sua formação. Isso explicaria por que é difícil encontrar planetas em trânsito, para começar. Como a maioria dos Pegasids possui núcleos relativamente grandes, eles são menores que o esperado e mais difíceis de detectar em trânsito na frente de suas estrelas. De qualquer forma, é muito promissor o lançamento da missão espacial CNOT COROT em outubro, que deve descobrir e levar à caracterização de dezenas de planetas em trânsito, incluindo planetas menores e planetas que orbitam muito longe da estrela para serem detectados do solo. .
E o décimo planeta em trânsito? O XO-1b foi anunciado muito recentemente e também é considerado um planeta anomalamente grande orbitando uma estrela de metalicidade solar. Os modelos sugerem que ele possui um núcleo muito pequeno, de modo que essa nova descoberta fortalece a correlação estelar-planetária de metalicidade proposta.
Fonte original: NASA Astrobiology
