Os planetas e as estrelas formam-se a partir da mesma nuvem de gás e poeira. Uma análise da composição dos exoplanetas gigantes gasosos e das suas estrelas hospedeiras mostra que não há uma forte correlação entre as suas composições quando se trata de elementos mais pesados do que o hidrogénio e o hélio.
De acordo com Johanna Teske, do Instituto Carnegie e autora do estudo, a descoberta, que foi publicada em novembro na revista científica The Astronomical Journal, tem implicações importantes para a nossa compreensão do processo de formação planetária.
Na sua juventude, as estrelas são cercadas por um disco rotativo de gás e poeira do qual nascem os planetas. Os astrónomos têm-se interrogado sobre quanta da composição de uma estrela determina a matéria-prima a partir da qual os planetas são construídos.
Estudos anteriores indicaram que a ocorrência de planetas gigantes gasosos aumenta em torno das estrelas com uma maior concentração de elementos pesados – outros que não o hidrogénio e o hélio.
Pensa-se que isso forneça evidências de uma das principais teorias concorrentes sobre a forma como os planetas se formam, que propõe que planetas gigantes gasosos sejam construídos a partir da lenta acumulação de material em disco até formar um núcleo com cerca de dez vezes a massa da Terra. Nesse ponto, o sólido interior planetário do bebé consegue cercar-se de hélio e gás hidrogénio, gerando um planeta gigante e maduro.
“O trabalho anterior analisou a relação entre a presença de planetas e a quantidade de ferro existente na estrela hospedeira, mas queríamos expandir isto e incluir o conteúdo de elementos pesados dos próprios planetas e observar mais do que apenas ferro”, explicou co-autor Daniel Thorngren, em comunicado.
Teske, Thorngren e os seus colegas compararam o conteúdo de elementos pesados de 24 planetas gigantes gasosos e frios à abundância de carbono, oxigénio, magnésio, silício, ferro e níquel nas suas 19 estrelas hospedeiras.
Os investigadores descobriram que não havia correlação entre a quantidade de elementos pesados nesses planetas gigantes e a quantidade desses elementos formadores de planetas nas suas estrelas hospedeiras.
“Desvendar esta discrepância pode revelar novos detalhes sobre o processo de formação do planeta”, explicou Fortney. “Por exemplo, que outros fatores estão a contribuir para a composição de um planeta bebé? Talvez a sua localização no disco e a distância de qualquer vizinho. É necessário mais trabalho para responder a estas perguntas cruciais”.
Uma pista pode vir dos resultados dos autores, agrupando os elementos pesados em agrupamentos que refletem as suas características. Os autores observaram uma correlação tentativa entre os elementos pesados de um planeta e a abundância relativa de carbono e oxigénio da estrela hospedeira, chamados de elementos voláteis, em comparação com o restante dos elementos incluídos neste estudo, que se enquadram no grupo chamado de elementos refratários.
Estes termos referem-se aos baixos pontos de ebulição dos elementos – volatilidade – ou aos seus altos pontos de fusão – no caso dos elementos refratários. Elementos voláteis podem representar uma composição planetária rica em gelo, enquanto elementos refratários podem indicar uma composição rochosa.
