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Planetas do TRAPPIST-1 parecem ter evoluído sem grandes colisões com asteroides

Ao contrário da Terra, os exoplanetas rochosos do sistema TRAPPIST-1 provavelmente não foram atingidos por muitas colisões. Para chegar a esta conclusão, os autores de um novo estudo, publicado nesta quinta-feira (25) na Nature Astronomy, analisaram a ressonância encontrada na órbita destes mundos, descobrindo que essa harmonia só é possível em sistemas onde não houve impactos severos de asteroides. A implicação disso é que os planetas não receberam água trazida por objetos colisores.

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Os sete planetas do sistema TRAPPIST-1, além de serem alinhados com a rotação de sua estrela, estão também em harmonia quase perfeita — para cada oito órbitas do planeta b ao redor da estrela, acontecem cinco do planeta c, três do planeta d, dois do planeta e, e assim por diante. A sequência termina com o planeta h, que leva apenas 19 dias para completar uma órbita. Algo semelhante pode ser encontrado na ressonância dos planetas ao redor da estrela HD 158259, por exemplo.

Essa característica pode ser útil para estudar certas particularidades da formação desses sistemas, por isso a equipe de astrônomos decidiu usar a ressonância para saber mais sobre o passado do sistema TRAPPIST-1. Especificamente, eles queriam saber se estes mundos sofreram muitas colisões com asteroides após sua formação. A resposta pode dizer como eles poderiam ter recebido água e outros elementos voláteis.


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Conceito artístico do sistema planetário TRAPPIST-1, onde 3 dos 7 exoplanetas estão na “zona habitável” com a possibilidade de haver água líquida (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)

Na Terra, é possível analisar os elementos das rochas encontradas na superfície e compará-las com os meteoritos para saber quantos objetos se chocaram contra nosso planeta após sua formação. Como não é possível fazer o mesmo nos planetas TRAPPIST-1, a configuração ressonante pode dar boas pistas. Assim, a equipe criou uma simulação para saber se muitos impactos resultariam em um sistema desarmônico.

Eles descobriram que, após a formação destes mundos, eles provavelmente não foram “bombardeados” por muitos objetos. Mas será que os planetas não entraram em harmonia após se formarem e serem bombardeados por asteroides? É pouco provável que isso tenha acontecido. De acordo com Sean Raymond, da Universidade de Bordeaux, na França, as conexões ressonantes dos corpos cósmicos devem se formar antes que os discos de onde nasceram desapareçam.

Esses discos são os chamados discos protoplanetários, formados por poeira ao redor das estrelas recém-nascidas. É desse ambiente que os planetas, luas, asteroides e cometas se formam, e este processo pode ser bem rápido. No caso do TRAPPIST-1, por exemplo, os planetas levaram apenas um décimo do tempo que a Terra levou para se formar, segundo o coautor do estudo de Rice Andre Izidoro, do CLEVER Planets.

Ilustração das órbitas alinhadas do sistema TRAPPIST-1 (Imagem: Reprodução/NAOJ)

No caso da Terra, grande parte de sua massa foi acumulada tardiamente, através de eventos cataclísmicos como impactos gigantes — a colisão com o protoplaneta Theia que resultou na formação da Lua é um exemplo disso. Mas o sistema TRAPPIST-1 se formou bem mais cedo, embora esses planetas tenham massa equivalente à da Terra. Isso implica que eles devem ter obtido desde o início alguma atmosfera de hidrogênio e nunca experimentaram um impacto gigante “tardio”.

Todos esses detalhes podem mudar a evolução dos planetas, a liberação de gases, perda de voláteis, entre outros processos com implicações para a habitabilidade. Se um desses planetas tiver muita água — e isso poderá ser verificado com os instrumentos de próxima geração, como o telescópio espacial James Webb —, ela deve ter sido incorporada a estes mundos nos estágios iniciais de suas formações, durante a fase gasosa. A partir daí, os cientistas terão que descobrir como essa água foi parar nesses planetas.

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