Desde que os astrônomos confirmaram o primeiro exoplaneta em 1995, eles descobriram quase 3.900 mundos distantes, com milhares ainda aguardando análise. Esses planetas vêm em todas as formas e tamanhos: há alguns que se incharam para serem maiores que Júpiter e planetas tão quentes que eles têm céus feitos de metal vaporizado que lava a lava. Alguns têm o tamanho e a temperatura corretos para abrigar água líquida e possivelmente vida, e um deles pode ser feito principalmente de diamante.
Agora, relata Jeremy Rehm no Science News, podemos adicionar outra esquisitice espacial à lista - um planeta produzido por uma colisão maciça de dois planetas, criando um corpo celeste que é essencialmente uma grande bola de metal com uma crosta rochosa.
O planeta é um dos quatro exoplanetas descobertos em 2014 em órbita de uma estrela chamada Kepler 107, a cerca de 1.670 anos-luz de distância. Quando os pesquisadores decidiram calcular o tamanho e a massa dos planetas, descobriram algo incomum. Embora os dois planetas mais íntimos, Kepler 107b e Kepler 107c, tenham aproximadamente o mesmo tamanho - cerca de 1, 5 vezes o tamanho da Terra - suas massas são bem diferentes: Kepler 107c é três vezes mais denso que seu planeta irmão e 10 vezes mais denso que a Terra .
Além disso, os gêmeos Kepler não se encaixam no padrão normal de formação planetária. Tipicamente, durante os primeiros anos de um sistema solar existe um disco de acreção feito de gás e poeira que gira em torno de uma estrela e os planetas se condensam a partir desse material. Planetas mais densos e rochosos orbitam mais perto de suas estrelas, já que são feitos de elementos mais pesados, enquanto planetas menos densos orbitam mais longe. Isso porque esses planetas leves geralmente são feitos de elementos, como hidrogênio e hélio, que seriam arrancados pelos ventos solares se estivessem mais perto da estrela. Mas Kepler 107c quebra essa regra, e orbita mais longe do que seu planeta irmão mais leve, Kepler 107b.
"Está mais longe de sua estrela [que Kepler 107b], mas é mais massivo", diz Eric Lopez, astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA. "É meio estranho."
Então, o que fez de Kepler 107c uma cabeça de metal e por que parece fora de ordem? Para investigar essa questão, uma equipe internacional de pesquisadores coletou mais de 100 medidas espectroscópicas dos planetas ao redor do Kepler 107 usando o Telescópio Nacional Galileo nas Ilhas Canárias e depois alimentou os dados em simulações de computador, relatam Helen Briggs e Paul Rincon na BBC.
Eles chegaram a várias possibilidades que explicam por que o Kepler 107c é tão denso, mas está mais distante de sua estrela, que é explorado em um artigo publicado na revista Nature Astronomy . Para começar, pode ser que se formou mais perto de seu sol, em seguida, se afastou. Também é possível que um bombardeio de objetos menores tenha atingido uma versão maior e anterior do Kepler 107c e retirado a maior parte de sua camada externa rochosa, deixando para trás o núcleo de metal denso do planeta. Mas o cenário mais convincente é uma colisão entre dois mundos.
Se dois planetas rochosos - cada um com cerca de 10 vezes a massa da Terra e cada um com um núcleo de ferro que constituía cerca de 30% da sua massa - colidissem uns aos outros a alta velocidade, poderia rasgar ou vaporizar a maior parte do material rochoso. produzir um planeta independente com um núcleo de ferro superdimensionado. Enquanto outros cenários são possíveis, a teoria da colisão é a ideia que explica melhor os dados.
Embora se acredite que os mega impactos entre os planetas e os protoplanetas acontecem quase sempre em todo o universo, os astrônomos nunca testemunharam o evento ou encontraram provas do fenômeno fora do nosso sistema solar. Se o Kepler 107c fosse criado por uma colisão, ele poderia nos ajudar a entender mais sobre a formação planetária.
"Acredita-se que impactos gigantes tenham tido um papel fundamental na formação de nosso sistema solar atual. A Lua é provavelmente o resultado de tal impacto, a alta densidade de Mercúrio também pode ser, e o grande satélite de Plutão provavelmente foi capturado após um impacto gigantesco". "A co-autora Zoe Leinhardt, da Universidade de Bristol, diz em um comunicado de imprensa." Mas até agora, nós não encontramos nenhuma evidência de impactos gigantescos ocorrendo em sistemas planetários fora da nossa. Se nossa hipótese estiver correta, ela se conectaria o modelo geral que temos para a formação do nosso sistema solar com um sistema planetário muito diferente do nosso. "
Embora a hipótese seja fascinante, será difícil provar. Cayman Unterborn, exogeologista da Universidade Estadual do Arizona, diz a Rehm no Science News que é uma idéia intrigante, mas não é realmente possível extrapolar os dados sobre o manto e núcleo do Kepler 107c simplesmente por sua densidade. Pode haver outras coisas em jogo que ainda não entendemos.
"Tendo a densidade de um planeta, você pode dizer se é rochoso, aguado ou gasoso", diz ele. "Mas, na verdade, é difícil entender como o manto é grande em relação ao núcleo", embora espere que o artigo "estimule um debate saudável sobre as origens dos planetas que são meio estranhos".
E é provável que os astrônomos em breve estejam nadando em dados sobre exoplanetas estranhos. No mês passado, os pesquisadores divulgaram o primeiro gotejamento de dados do satélite TESS da NASA, que foi lançado no ano passado, e o conjunto de dados incluiu 200 novos mundos potenciais, incluindo alguns que já parecem tão estranhos quanto o Kepler 107c.
