Astrônomos estudam química estelar em busca de exoplanetas

Pesquisadores do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP) estudaram uma amostra de 192 estrelas parecidas com o Sol e encontraram uma correlação entre a presença de planetas e um baixo conteúdo de lítio nas suas estrelas hospedeiras.

Concepção artística da formação de um sistema planetário. Os planetas rochosos e o núcleo de planetas gigantes são formados a partir de rochas e metais, "roubando" lítio e outros elementos refratários da nuvem-mãe. Crédito: Lynette Cook/Nasa/Fuse

Essa correlação pode ajudar a explicar por que o Sol possui uma abundância de lítio anormalmente baixa em comparação com suas estrelas “gêmeas”.

A descoberta, que utilizou dados do telescópio de 3,6 metros do Observatório Europeu do Sul (ESO), também pode ajudar a identificar estrelas que possuem planetas em suas órbitas a partir da análise de sua composição química.

O Sol é apenas uma dentre bilhões de estrelas em nossa galáxia, mas a única encontrada até o momento que hospeda seres vivos. Isso leva os astrônomos a acreditar que a vida é algo extremamente raro no Universo.

Além disso, as condições necessárias para o desenvolvimento da vida – como, por exemplo, água em estado líquido – ainda não são completamente conhecidas.

Assim, os astrônomos voltam sua atenção ao único exemplo conhecido com vida. Especificamente, querem saber qual aspecto torna o Sol tão único. Quão parecido ou diferente é o Sol em comparação às outras estrelas do Universo?

Diversos estudos conduzidos com “gêmeas solares” (estrelas com massa, temperatura e composição química muito parecidas com as do Sol) revelaram uma peculiaridade em nossa estrela hospedeira: ela possui um conteúdo de lítio muito mais baixo do que suas gêmeas de mesma idade.

Essa característica pode ser resultado do processo de formação do Sistema Solar. “Todo sistema planetário – composto tanto pela estrela quanto por seus planetas – é formado a partir de uma mesma nuvem de gás e poeira.

Portanto, eles têm os mesmos elementos químicos disponíveis para a sua formação. Elementos que não são facilmente condensados a altas temperaturas [como o hidrogênio ou o nitrogênio] são encontrados geralmente em forma gasosa e são usados para compor a estrela e os planetas gasosos”, explicou à Assessoria de Imprensa do IAG-USP a astrônoma Anne Rathsam, autora principal do estudo.

“Por outro lado, elementos que se condensam com facilidade [por exemplo, o lítio e o ferro] formam sólidos, como os planetas rochosos. Sendo assim, é possível que o lítio seja ‘roubado’ da nuvem-mãe durante a formação dos sistemas planetários para compor os planetas, deixando a estrela hospedeira empobrecida em lítio”, acrescentou.

“O lítio é um elemento químico muito frágil. Ele é facilmente destruído no interior quente de estrelas e sua abundância tende a diminuir conforme elas envelhecem. Além disso, a quantidade de lítio que é destruída depende também da massa e do conteúdo de metais da estrela – quanto menor a massa ou maior a presença de metais, maior será a quantidade de lítio destruída. Assim, estrelas diferentes possuem conteúdos de lítio diferentes”, explicou Rathsam.

A equipe selecionou para comparação apenas estrelas sem planetas com massas, idades e abundâncias de metais próximas às de estrelas com planetas.

“Diversos estudos anteriores compararam a abundância de lítio de estrelas com e sem planetas sem selecionar estrelas de comparação parecidas com as hospedeiras de planetas, o que pode introduzir um viés na análise devido a todos os fatores que influenciam na abundância de lítio de uma estrela.

Além disso, o problema costuma ser abordado de forma apenas qualitativa, sem uma tentativa de quantificar os efeitos da presença de planetas na abundância química da estrela. Assim, apesar da possível conexão entre lítio e a presença de planetas ser estudada há anos, os resultados de estudos anteriores eram inconclusivos”, completou a astrônoma.

Os resultados encontrados revelam que estrelas sem planetas conservam aproximadamente o dobro do conteúdo de lítio de estrelas com planetas.

Os testes estatísticos feitos pelos pesquisadores indicam que é improvável que esse resultado seja obtido ao acaso, ou seja, a probabilidade de que ele reflete o comportamento real das estrelas é alta (cerca de 99%).

Em um contexto mais amplo, o estudo do lítio em diversos tipos de estrelas tem relevância fundamental na astronomia. Segundo o professor do IAG-USP que orientou a pesquisa, Jorge Meléndez, “o lítio é um elemento fascinante.

A abundância desse elemento nas estrelas mais antigas da galáxia nos fornece informações cruciais sobre os primeiros minutos do Universo.

Embora não seja possível enxergar diretamente o interior estelar, o lítio é importante, pois é sensível às condições de temperatura no interior das estrelas, o que permite avaliar modelos de evolução das estrelas.

E, como mostrado em nosso estudo, esse elemento também parece ser chave para identificar estrelas que possuem planetas”. (Agência FAPESP)

VOCÊ TAMBÉM PODE ESTAR INTERESSADO EM

Astrónomos detectam a explosão de rádio rápida mais distante encontrada até à data

Uma equipa internacional de astrónomos detectou uma explosão de ondas rádio cósmicas remota que durou menos de um milissegundo. Esta “explosão de rádio rápida” (FRB, sigla do inglês para Fast Radio Burst) é a mais distante descoberta até à data.

A deteção mais distante do campo magnético de uma galáxia

Os astrónomos detectaram o campo magnético de uma galáxia tão distante que a sua luz demorou mais de 11 mil milhões de anos a chegar até nós: estamos a observá-la quando o Universo tinha apenas 2,5 mil milhões de anos de idade.

Misteriosa mancha escura de Neptuno detectada pela primeira vez a partir da Terra

Com o auxílio do Very Large Telescope do ESO, os astrónomos observaram uma enorme mancha escura na atmosfera de Neptuno com um inesperado ponto brilhante adjacente mais pequeno.

Terá este exoplaneta um “irmão” que partilha a mesma órbita?

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrónomos descobriram o possível "irmão" de um planeta que orbita uma estrela distante.

Estudo liderado pela Universidade de Coimbra obtém modelo que possibilita análise da evolução paleoclimática de Marte

Segundo o autor do estudo, os dados e modelos apresentados nesta investigação permitem ainda interpretar o registo sedimentar, podendo vir a ser utilizados para saber quando e como Marte perdeu uma parte significativa da sua atmosfera.

Pesquisa internacional sugere que interação entre galáxias impulsiona formação de quasares

Cientistas observaram 48 quasares, analisando possíveis deformações e irregularidades em suas galáxias hospedeiras devido à interação com outras galáxias.