Eder Martioli, pesquisador do LNA, participa de importante descoberta científica. O trabalho foi publicado na prestigiada revista Science.

Um estudo publicado na prestigiada revista Science ¹ apresenta uma correlação inesperada entre a composição química de uma amostra de 21 exoplanetas telúricos ² e da composição de elementos formadores de materiais rochosos nas estrelas que hospedam esses planetas.

Ilustração da formação de um planeta em torno de uma estrela semelhante ao Sol, com rochas e moléculas de ferro, os blocos primordiais de formação dos planetas, em primeiro plano. Crédito: Tania Cunha (Planetário do Porto - Centro Ciência Viva e Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço)

Uma pesquisa liderada p elo pesquisador Vardan Adibekyan do Instituto de Astrof í sica e Ci ê ncias do Espaç o ³ (IA) da Universidade do Porto em Portugal, em colaboração com uma equipe internacional ⁴ que inclui o pesquisador Eder Martioli do Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA) no Brasil, publicada hoje na revista Science ¹ , apresenta uma nova correlação entre a composi çã o química de planetas rochosos e de suas estrelas hospedeiras, mas que nã o é exatamente como se pressupunha m os modelos.

Estrelas rec é m-formadas possuem um disco protoplanet á rio composto de g á s e poeira. Uma fração do material deste disco se condensa no material que d á origem aos planetas, e o resto acaba caindo na estrela. Por causa de sua origem comum, acreditava-se que a composiçã o química desse material de origem dos planetas rochosos de baixa massa deveria ser semelhante à composi ção de suas estrelas hospedeiras. No entanto, at é agora o Sistema Solar era nossa ú nica refer ê ncia dispon ível , onde sabemos que a quantidade dos principais elementos formadores de materiais roch osos, como magn é sio, sil í cio e ferro, nos planetas tel ú ricos ² (com exceçã o d o planeta Mercú rio) é semelhante à d o Sol.

Esta pesquisa encontrou pela primeira vez uma correlação entre a composiçã o química de exoplanetas rochosos e a composi ção da estrela hospedeiram, onde m ostr ou-se que o conte ú do de ferro desses planetas é maior do que se previa com base na composição dos discos de formaçã o planet á ria. Este enriquecimento em ferro pode estar relacionado não somente ao material que compõe os discos, mas também aos processos de formação de planetas. Esse estudo fornece evidências importantes para sustentar modelos de forma çã o planet á ria.

A equipe ⁴ selecionou os 21 exo planetas rochosos mais bem caracterizados e u tilizou suas medições de massa e raio para determinar suas densidades, bem como estimar a quantidade de ferro na composição química desses planetas. Para determinar a composiçã o qu í mica de suas estrelas hospedeiras, e então determinar a composição dos componentes formadores de material rochosos, utilizou-se espectros de alta resolução coletados com espectr ó grafos de ú ltima geração em observat ó rios ao redor do mundo, tais como o espectrógrafo GRACES do observatório Gemini Norte no Havaí e os espectrógrafos HARPS e EXPRESSO do European Southern Observatory (ESO) no Chile, além de instrumentos do observatório Roque de los Muchachos nas ilhas Canárias.

Uma nova geraçã o de telescópios extremamente grandes , os ELTs (sigla para o termo em inglês — Extremely Large Telescopes ), permitirá que essa pesquisa avance através da obtenção de medidas d a massa de exo planetas de menor massa, e permitir á ainda um aprofundamento desses estudos através da análise d a composi çã o atmosf é rica de planetas rochosos, fornecendo evidências adicionais sobre a ligação química entre a estrela e os planeta s em sua órbita.

A equipe ⁴ tamb é m encontrou um resultado intrigante. Eles descobriram uma lacuna entre a fração de ferro das super-Terras e dos super-Merc ú rios ⁵ , o que implica que esses planetas parecem ser populações distintas em termos de composição, com implicações para sua formação. Isso exigir á um estudo mais aprofundado, uma vez que as simulaçõ es de forma ção de planetas que incorporam colisõ es únicas s ão incapazes de reproduzir os super-Mercú rios de maior densidade.

Not a s

1. O artigo “ A compositional link between rocky exoplanets and their host stars. ”, foi publicado hoje na revista Science , Vol. 375, Issue 6565 ( https://www.doi.org/10.1126/science.abg8794 ).

2. Os planetas tel ú ricos (tamb é m conhecidos como planetas terrestres ou rochosos) são uma classe de planetas composto principalmente por silicatos e metais, distribu í dos em uma estrutura diferenciada, com n ú cleo met á lico e superf ície rochosa.

1. O Instituto de Astrof í sica e Ci ê ncias do Espaç o (IA) é a unidade de investigação portuguesa de refer ê ncia nesta á rea, integrando investigadores da Universidade de Lisboa e da Universidade do Porto, e engloba a maior parte da produçã o cient í fica nacional da á rea. Foi classificado como "Excelente" na ú ltima avaliação de unidades de investigação e desenvolvimento realizada pela Fundação para a Ci ê ncia e Tecnologia (FCT). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, nomeadamente FCT / MCES (UIDB / 04434/2020 e UIDP / 04434/2020).

4. A equipe de cientistas dessa pesquisa é a seguinte : Vardan Adibekyan (Instituto de Astrof í sica e Ci ê ncias do Espaç o & Dep. de Fí sica e Astronomia da Faculdade de Ci ê ncias da Universidade do Porto), Caroline Dorn (University of Zurich, Institut of Computational Sciences), S é rgio G. Sousa (Instituto de Astrof í sica e Ci ê ncias do Espaço & Universidade do Porto), Nuno C. Santos (Instituto de Astrof í sica e Ci ê ncias do Espaç o & Dep. de Fí sica e Astronomia da Faculdade de Ci ê ncias da Universidade do Porto), Bertram Bitsch (Max-Planck-Institut f ü r Astronomie), Garik Israelian (Instituto de Astrofisica de Canarias & Dep. de Astrof ì sica, Universidad de La Laguna), Christoph Mordasini (Physikalisches Institut, University of Bern), Susana C. C. Barros (Instituto de Astrof í sica e Ci ê ncias do Espaç o & Dep. de Fí sica e Astronomia da Faculdade de Ci ê ncias da Universidade do Porto), Elisa Delgado Mena (Instituto de Astrof í sica e Ci ê ncias do Espaço & Universidade do Porto), Olivier D. S. Demangeon (Instituto de Astrof í sica e Ci ê ncias do Espaç o & Dep. de Fí sica e Astronomia da Faculdade de Ci ê ncias da Universidade do Porto), Jo ão P. Faria (Instituto de Astrof í sica e Ci ê ncias do Espaço & Universidade do Porto) Pedro Figueira (European Southern Observatory & Instituto de Astrof í sica e Ci ê ncias do Espaç o), Artur A. Hakobyan (Center for Cosmology and Astrophysics, Alikhanian National Science Laboratory), Mahmoudreza Oshagh (Instituto de Astrofisica de Canarias & Dep. de Astrof ì sica, Universidad de La Laguna), Bá rbara M.T.B. Soares (Instituto de Astrof í sica e Ci ê ncias do Espaç o & Dep. de Fí sica e Astronomia da Faculdade de Ci ê ncias da Universidade do Porto), Masanobu Kunitomo (Dep. of Physics, School of Medicine, Kurume University), Yoichi Takeda (National Astronomical Observatory, Mitaka & Sogo kenkyu daigakuin daigaku, The Graduate University for Advanced Studies, Mitaka), Emiliano Jofr é (Instituto de Astronom í a, Universidad Nacional Autó noma de M é xico; Universidad Nacional de Có rdoba - Observatorio Astron ó mico de C órdoba & Consejo Nacional de Investigaciones Cient í ficas y T é cnicas, Argentina) Romina Petrucci (Universidad Nacional de Có rdoba - Observatorio Astron ó mico de C órdoba & Consejo Nacional de Investigaciones Cient í ficas y T é cnicas, Argentina), Eder Martioli (Institut d ’ Astrophysique de Paris, Centre national de la recherche scientifique, Sorbonne Université & Laborat ó rio Nacional de Astrof ísica, Itajubá)

5. Super-Terras e super-Mercú rios s ão os an á logos de maior massa da Terra e de Merc ú rio em termos de composição. A diferença entre a composição de um planeta semelhante à Terra e a de um planeta semelhante a Merc ú rio é que “Mercú rios ” t ê m um conte ú do de ferro maior (e n ú cleo de ferro). Tradicionalmente, para o caso de Merc ú rio, acredita-se que isso seja o resultado de uma colisão gigante que rasgou parte do manto de Merc ú rio, um evento que ocorreu durante os primórdios da formaçã o planet á ria do Sistema Solar