Em sistemas planetários evoluídos como o nosso Sistema Solar, os planetas geralmente mantêm órbitas estáveis em torno da estrela hospedeira. Contudo, evidências indicam que, durante sua formação inicial, alguns astros de dimensões consideradas como de Super-Terra ou de sub-Netuno podem migrar (e isso ajuda a explicar um intrigante mistério).

De acordo com os cientistas, há uma escassez misteriosa de exoplanetas com tamanho intermediário entre esses dois tipos. Tal fenômeno é conhecido como “vale do raio”.

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Escassez de Super-Terras “intermediárias”

Basicamente, o vale do raio é observado na escassez de mundos com raios entre 1,6 e 2,2 vezes o da Terra. Esse fenômeno sugere que exoplanetas tendem a se dividir em duas categorias: as menores, rochosas, conhecidas como Super-Terras, e as maiores, gasosas, chamadas mini-Netunos ou sub-Netunos.

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A existência do vale é frequentemente atribuída à perda atmosférica causada pela radiação estelar, que pode despir planetas de suas atmosferas leves (e tais planetas acabam ficando menores). Então, isso resultaria na ausência de planetas de tamanho intermediário nessa faixa específica.

Mistério analisado a fundo

A perda da atmosfera dos planetas devido à irradiação estelar, particularmente de gases voláteis como hidrogênio e hélio, é uma explicação comum para o vale do raio. No entanto, a influência da migração planetária nesse processo não deve ser negligenciada.

E foi nesse sentido que um novo estudo publicado na revista Nature se aprofundou, analisando pesquisas e simulações recentes baseadas em observações do Telescópio Espacial Kepler. Ele foi realizado por uma equipe internacional de cientistas, que inclui especialistas do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA), e aponta que os movimentos das Super-Terras e sub-Netunos ao longo de seus sistemas afetam a evolução planetária, o que contribui para a existência do vale do raio.

As novas simulações computacionais demonstraram possível influência da migração dos sub-Netunos (gelados) para as regiões interiores dos seus sistemas. À medida que se aproximam da estrela hospedeira, a evaporação do gelo de água forma uma atmosfera que faz com que tais planetas pareçam maiores do que no seu estado congelado.

Ao mesmo tempo, as Super-Terras perdem gradualmente uma parte do seu envelope gasoso original conforme se aproximam do calor. Ou seja, algo que faz esses exoplanetas perderem o raio com o tempo.

Gráfico dos pesquisadores sobre o mistério do vale do raio
Imagem: R. Burn, cap. Mordasini/MPIA

Avanço e muito trabalho pela frente

O estudo atual representa um avanço significativo na compreensão do mistério sobre o vale do raio, apresentando simulações que correspondem bem às observações reais, apesar de algumas inconsistências, como a proximidade de planetas gelados com a estrela central.

Essas discrepâncias não são vistas como problemas, mas como oportunidades para aprofundar o conhecimento sobre a migração planetária. Futuras observações com telescópios avançados, como o James Webb (JWST) e o Extremely Large Telescope (ELT), prometem validar as simulações ao determinar melhor a composição dos exoplanetas.