Existe um tamanho proibido para exoplanetas, a NASA sabe como descobrir o porquê, mas ninguém quer pagar para que isso aconteça

Desde a primeira descoberta confirmada de um exoplaneta em 1992, mais de 6 mil planetas além do nosso sistema solar foram descobertos. Apesar de seu grande número e de suas características muito específicas, há algo que os une: eles podem ter um raio menor ou maior que 1,8 vezes o raio da Terra, mas nunca esse tamanho. É como uma fronteira que pode ser cruzada, mas nunca é.

Exoplanetas abaixo desse limite são super-Terras, e aqueles acima são sub-Netunos. A causa dessa lacuna é desconhecida, mas existem duas hipóteses. Para confirmar qual delas está correta, a NASA projetou uma missão. O problema é que ela ainda não garantiu o financiamento.

Em busca de planejas jovens

As duas hipóteses existentes sobre a origem dessa lacuna estão relacionadas à origem dos exoplanetas. Portanto, a melhor maneira de desvendar o mistério é analisar planetas jovens. O problema é que isso não é fácil. Dos 6 mil exoplanetas descobertos até hoje, apenas 20 têm menos de 50 milhões de anos.

O objetivo da missão Early eVolution Explorer (EVE) é lançar uma espaçonave com sondas especializadas na detecção de exoplanetas ao redor de estrelas jovens. Se a estrela é jovem, os planetas ao seu redor também devem ser jovens, já que um planeta sempre se forma depois da estrela.

Super-Terras são planetas rochosos com um raio inferior a 1,8 vezes o da Terra. Estão mais próximos de suas estrelas do que os sub-Netunos, que também são maiores, com dimensões que excedem o raio proibido. Por outro lado, os sub-Netunos têm uma aparência menos rochosa e mais esponjosa.

Primeira hipótese

Como mencionado anteriormente, existem duas hipóteses sobre o raio proibido dos exoplanetas. A primeira aponta para uma origem comum. Supostamente, todos os exoplanetas nasceram com um núcleo rochoso que atraiu nuvens de hidrogênio e hélio ao seu redor ao longo de milhões de anos. A diferença entre eles seria que as super-Terras, por estarem mais próximas de suas estrelas, receberiam mais radiação, de modo que a camada de gases acabaria por ser destruída. Os sub-Netunos poderiam reter água, daí sua aparência esponjosa.

Segunda hipótese

Em relação à segunda hipótese, ela aponta para a possibilidade de os planetas reterem água durante sua formação, ou não. As super-Terras estão localizadas entre sua estrela e o que é conhecido como linha de gelo, limite além do qual a água pode congelar. Nesse caso, ela não apenas não congela, como recebe tanto calor da estrela que acaba evaporando. Se a água está em forma de vapor, ela não consegue se ligar aos "pedaços do planeta nascente".

Isso faz com que sejam compostos apenas de rocha seca. Em contraste, os sub-Netunos estão mais distantes da linha de gelo. A água pode congelar, então ela se transforma em pequenos blocos que podem ser incorporados ao planeta em formação. Ele é maior porque não possui apenas rocha; também possui água. Além disso, essa água condensada ao seu redor lhe confere a aparência algodonosa que o distingue de um planeta rochoso.

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Desvantagem das estrelas jovens

Para desvendar o mistério do rádio proibido, precisamos estudar planetas jovens. e, para fazer isso, observar as estrelas jovens. O problema é que essas estrelas têm uma atividade tão intensa que as flutuações em seu brilho podem ser causadas por erupções solares, e não por um exoplaneta orbitando-as. Em resumo, muitos falsos positivos podem ocorrer.

Três sensores

Para resolver esse problema, a EVE seria equipada com três sensores. O primeiro analisa a luz no ultravioleta próximo, o segundo na faixa da luz visível e o terceiro no infravermelho próximo. O primeiro é usado para detectar as próprias erupções solares da estrela, já que estas emitem uma grande quantidade de radiação nessa frequência do espectro. Em relação ao segundo ponto, trata-se do tipo de luz normalmente usado para detectar planetas em trânsito, a ferramenta mais comum para a detecção de exoplanetas. Por fim, estrelas jovens emitem muita luz no infravermelho próximo.

Portanto, se um pico for detectado no ultravioleta próximo, sabemos que se deve à atividade da própria estrela. Se observarmos flutuações na luz visível, entendemos que pode haver um planeta orbitando a estrela; mas, para termos certeza, devemos comparar os dados com a luz emitida pela estrela em todos os momentos. É para isso que serve o infravermelho próximo.

Ao estudar exoplanetas jovens, podemos aprender como eles se formaram e entender qual das duas hipóteses está correta. Isso também nos ajudará a compreender por que um raio de 1,8 vezes o da Terra é proibido.

30 campos de aglomerados estelares, 30 dias

O projeto EVE foi concebido para analisar 30 campos de aglomerados estelares jovens durante 30 dias cada. Isso permitiria a análise de mais de 20 mil estrelas jovens e, com elas, a descoberta de possíveis exoplanetas recém-formados. Atualmente, isso não pode ser feito porque o projeto carece de financiamento e, principalmente, de uma data de lançamento. Mas a NASA tem tudo pronto. Só precisa daquele último impulso para desvendar o mistério.

Imagens | NASA