2880: Estrelas antigas lançam luz sobre semelhanças da Terra com outros planetas

CIÊNCIA

Impressão de artista de uma anã branca com um planeta em cima e à direita.
Crédito: Mark Garlick

Os planetas parecidos com a Terra podem ser comuns no Universo, sugere um novo estudo da UCLA (Universidade da Califórnia em Los Angeles). A equipa de astrofísicos e geoquímicos apresenta novas evidências de que a Terra não é única. O estudo foi publicado dia 18 de Outubro na revista Science.

“Acabámos de aumentar a probabilidade de muitos planetas rochosos serem como a Terra e há um número muito grande de planetas rochosos no Universo,” disse o co-autor Edward Young, professor de geoquímica e cosmo-química da UCLA.

Os cientistas, liderados por Alexandra Doyle, estudante de geoquímica e astroquímica da UCLA, desenvolveu um novo método para analisar em detalhe a geoquímica dos planetas para lá do nosso Sistema Solar. Doyle fê-lo analisando os elementos em rochas de asteróides ou fragmentos de planetas rochosos que orbitavam seis estrelas anãs brancas.

“Estamos a estudar a geoquímica de rochas de outras estrelas, o que é quase inédito,” salientou Young.

“Determinar a composição de planetas fora do nosso Sistema Solar é muito difícil,” disse a co-autora Hilke Schlichting, professora associada de astrofísica e ciência planetária da Universidade de Harvard. “Usámos o único método possível – um método pioneiro – para determinar a geoquímica de rochas para lá do Sistema Solar.”

As estrelas anãs brancas são os remanescentes densos de estrelas normais. A sua forte atracção gravitacional faz com que os elementos pesados como carbono, oxigénio e azoto “afundem” rapidamente nos seus interiores, onde os elementos pesados não podem ser detectados por telescópios. A estrela anã branca mais próxima estudada por Doyle fica a cerca de 200 anos-luz da Terra e a mais distante está a 665 anos-luz.

“Observando estas anãs brancas e os elementos presentes na sua atmosfera, estamos a observar os elementos que estão no corpo que orbitou a anã branca,” disse Doyle. A grande força gravitacional da anã branca rasga o asteróide ou fragmento de planeta que está em órbita e o material cai sobre a anã branca, acrescentou. “Observar uma anã branca é como fazer uma autópsia sobre o conteúdo daquilo que devorou no seu sistema.”

Os dados analisados por Doyle foram recolhidos por telescópios, principalmente pelo Observatório W. M. Keck no Hawaii, que os cientistas espaciais haviam recolhido anteriormente para outros fins científicos.

“Se eu observasse uma estrela anã branca, esperaria ver hidrogénio e hélio,” disse Doyle. “Mas nestes dados, também vejo outras substâncias, como silício, magnésio, carbono e oxigénio – material de corpos que estavam em órbita e que se acumulou nas anãs brancas.”

Quando o ferro é oxidado, partilha os seus electrões com o oxigénio, formando uma ligação química, explicou Young. “A isto chamamos oxidação e podemos ver quando o metal se transforma em ferrugem,” disse. “O oxigénio rouba electrões do ferro, produzindo óxido de ferro em vez de ferro. Nós medimos a quantidade de ferro oxidado nestas rochas que atingem a anã branca. Estudámos o quanto o metal enferruja.”

As rochas da Terra, de Marte e de outras partes do nosso Sistema Solar são semelhantes em composição química e contêm um nível surpreendentemente alto de ferro oxidado, explicou Young. “Nós medimos a quantidade de ferro oxidado nestas rochas que atingem a anã branca,” disse.

O Sol é composto principalmente de hidrogénio, que faz o oposto da oxidação – o hidrogénio acrescenta electrões.

Os investigadores disseram que a oxidação de um planeta rochoso tem um efeito significativo na atmosfera, no núcleo e no tipo de rochas que produz à superfície. “Toda a química que ocorre à superfície da Terra pode, em última análise, ser rastreada até ao estado de oxidação do planeta,” disse Young. “O facto de termos oceanos e todos os ingredientes necessários para a vida pode ser rastreado até à quantidade de oxidação do planeta. As rochas controlam a química.”

Até agora, os cientistas não sabiam em detalhe se a química dos exoplanetas rochosos era semelhante ou se era muito diferente da química da Terra.

Quão semelhantes são as rochas que a equipa da UCLA analisou, com as rochas da Terra e de Marte?

“Muito parecidas,” disse Doyle. “São parecidas com as da Terra e com as de Marte em termos de ferro oxidado. Estamos a descobrir que rochas são rochas em toda a parte, com geofísica e geoquímica muito semelhantes.”

“O motivo pelo qual as rochas no nosso Sistema Solar são tão oxidadas sempre foi um mistério,” disse Young. “Não é o que seria de esperar. Também queríamos saber se isto seria verdade noutras estrelas. O nosso estudo diz que sim. Isto é muito bom para a procura por planetas parecidos com a Terra no Universo.”

As anãs brancas são um ambiente raro para os cientistas analisarem.

Os investigadores estudaram os seis elementos mais comuns nas rochas: ferro, oxigénio, silício, magnésio, cálcio e alumínio. Usaram cálculos e fórmulas matemáticas porque os cientistas não conseguem estudar rochas reais em torno de anãs brancas. “Podemos determinar matematicamente a geoquímica destas rochas e comparar estes cálculos com as rochas que temos da Terra e de Marte,” disse Doyle, que tem formação em geologia e matemática. “A compreensão das rochas é crucial porque revelam a geoquímica e geofísica do planeta.”

“Se as rochas extraterrestres têm uma quantidade de oxidação semelhante à da Terra, então podemos concluir que o planeta possui placas tectónicas parecidas e potencial para campos magnéticos semelhantes aos da Terra, que se pensa serem ingredientes para a vida,” realçou Schlichting. “Este estudo é um salto em frente no que toca às inferências de corpos para lá do nosso Sistema Solar e indica que é muito provável que existam realmente análogos da Terra.”

Young disse que o seu departamento tem astrofísicos e geoquímicos trabalhando juntos.

“O resultado,” disse, “é que estamos a fazer geoquímica real em rochas fora do nosso Sistema Solar. A maioria dos astrofísicos não pensaria em fazer isto, e a maioria dos geoquímicos nunca pensaria em aplicar isto a uma anã branca.”

Astronomia On-line
22 de Outubro de 2019

 

1626: Afinal, um asteróide pode não ter sido o “assassino” dos dinossauros

Ntvtiko / Deviant Art

Há 66 milhões de anos, algo mudou o mundo. Cerca de 75% das espécies de plantas e animais morreram, erradicando os dinossauros. Isto marcou o fim do Cretáceo e foi o início de uma nova Era – o Cenozóico – a era dos mamíferos.

Mas não se sabe exactamente o que causou esta extinção em massa da Terra. Registos fósseis e geológicos mostram tempos turbulentos que abrangem um milhão de anos – um impacto gigante de asteróides e intensa actividade vulcânica que se espalhou pelo mundo. Mas o relacionamento entre os fenómenos e o evento de extinção ainda não é claro.

A maioria dos paleontologistas e geólogos acredita que a última extinção em massa de animais na Terra, que ocorreu há 65,5 milhões de anos, foi causada pela queda de um asteróide que formou a gigante cratera de Chicxulub, com cerca de 300 quilómetros, no fundo do mar ao largo da costa do sul do México. A queda do asteróide é inegável, mas o seu papel na extinção dos dinossauros continua a ser objeto de debate.

Em 1989, o paleontólogo Mark Richards sugeriu que a razão para o seu desaparecimento foi o derrame maciço de magma no local do actual planalto indiano de Decã, que ocorreu mais ou menos na mesma época.

Recentemente, os cientistas encontraram indícios de que as ondas sísmicas que surgiram após a colisão entre o asteróide e a Terra “acordaram” os vulcões. As suas emissões, segundo alguns geólogos, ampliaram as consequências do impacto do asteróide e mataram grande parte da fauna marinha.

Duas equipas de geólogos e geoquímicos tentaram resolver este problema calculando a idade dos depósitos vulcânicos em diferentes pontos do planalto, utilizando dois métodos de datação diferentes que detectam a presença de urânio e outros isótopos instáveis de vários elementos nas rochas. Este método torna possível determinar o tempo de erupções vulcânicas com precisão.

Os cientistas analisaram os minerais expelidos pelos vulcões através de medições e obtiveram resultados que indicaram que as erupções vulcânicas no planalto Deccan começaram aproximadamente ao mesmo tempo da queda do asteróide, de acordo com o estudo publicado na revista Science.

Por outro lado, o seu papel na extinção tornou-se agora ainda mais obscuro devido ao período de tempo em que as suas erupções atingiram o pico, bem como às diferenças nas medições dos cientistas.

Descobriu-se que a maioria dos fluxos de magma ocorreu após a queda do asteróide, representando cerca de 70% do volume total de todas as rochas. Esta descoberta põe em dúvida a teoria de Richards e sugere que os vulcões não foram os principais “assassinos” dos dinossauros, mas estiveram activamente envolvidos na destruição da flora e fauna do período Mesozoico.

As análises de datação também sugerem que os vulcões no planalto de Decã irromperam de forma episódica. Os cientistas contaram quatro grandes “surtos” de vulcanismo, um dos quais ocorreu cerca de algumas dezenas de milhares de anos antes da queda do asteróide.

Naquela época, o nível geral de actividade vulcânica duplicou, o que deveria ter tido um impacto extremamente negativo no clima do planeta, elevando a possibilidade de extinção em massa dos habitantes da Terra. Dessa forma, os vulcões teriam sido tão responsáveis pelo cataclismo como o asteróide.

Futuras escavações na Índia mostrarão qual das teorias está mais próxima da verdade e revelarão quem foi o verdadeiro assassino dos dinossauros, répteis marinhos e outros seres vivos da era mesozoica.

ZAP // Science Alert / Sputnik News

Por ZAP
23 Fevereiro, 2019

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