"Sem essas medidas detalhadas e precisas sobre o teor de ferro das estrelas, nunca teríamos feito essa medida", diz Robert Wilson, um estudante de pós-graduação em astronomia da Universidade da Virgínia e principal autor do artigo anunciando os resultados.
A equipe apresentou seus resultados na reunião da American Astronomical Society (AAS) em National Harbor, Maryland. Usando os dados do SDSS, eles descobriram que as estrelas com maiores concentrações de ferro tendem a hospedar planetas que orbitam bastante perto de sua estrela hospedeira - muitas vezes com períodos orbitais de menos de cerca de oito dias - enquanto estrelas com menos ferro tendem a hospedar planetas com períodos mais longos que estão mais distantes da sua estrela anfitriã. Uma investigação mais aprofundada sobre este efeito pode nos ajudar a entender a variedade completa de sistemas planetários extrassolares em nossa galáxia e verificar por que os planetas são encontrados onde estão.
A história dos planetas em torno de estrelas parecidas com o Sol começou em 1995, quando uma equipe de astrônomos descobriu um planeta solitário orbitando uma estrela parecida com o Sol, 50 anos-luz da Terra. O ritmo de descoberta acelerou em 2009, quando a NASA lançou a nave espacial Kepler, um telescópio espacial projetado para procurar planetas extrassolares.
Durante sua missão primária de quatro anos, Kepler monitorou milhares de estrelas de cada vez, observando o diminuto escurecimento da luz das estrelas que indica um planeta que passa na frente de sua estrela hospedeira. E porque Kepler olhou para as mesmas estrelas por vários anos, viu seus planetas uma e outra vez, e assim conseguiu medir o tempo que o planeta leva para orbitar sua estrela.
Esta informação revela a distância da estrela ao planeta, com planetas mais próximos orbitando mais rápido que os mais distantes. Graças ao monitoramento incansável do Kepler, o número de exoplanetas com períodos orbitais conhecidos aumentou dramaticamente, de cerca de 400 em 2009 para mais de 3.000 hoje.
Embora Kepler foi perfeitamente projetado para detectar planetas extrasolares, não foi projetado para aprender sobre as composições químicas das estrelas em torno das quais esses planetas orbitam. Esse conhecimento vem do Experimento de Evolução Galáctica do Observatório Apache Point SDSS (APOGEE, na sigla em inglês), que estudou centenas de milhares de estrelas em toda a Galáxia da Via Láctea. O APOGEE trabalha coletando um espectro para cada estrela - uma medida da quantidade de luz que a estrela desprende em diferentes comprimentos de onda (cores) da luz.
Como os átomos de cada elemento químico interagem com a luz em sua própria maneira característica, um espectro permite que os astrónomos determinem não apenas os elementos que uma estrela possui, mas também o quanto.
"Todas as estrelas do tipo Sol são formadas principalmente de hidrogênio, mas algumas possuem mais ferro do que outras", diz Johanna Teske, da Instituição Carnegie para Ciência, membro da equipe de pesquisa.
"A quantidade de ferro que uma estrela possui é uma pista importante para a forma como ela se formou e como ela irá evoluir ao longo da vida".
Ao combinar dados dessas duas fontes - órbitas planetárias da Kepler e da química estelar da APOGEE - os astrônomos aprenderam sobre as relações entre essas estrelas "enriquecidas com ferro" e seus sistemas planetários.
"Nós sabíamos que a quantidade de ferro de uma estrela seria importante para sua própria evolução", diz Teske, "mas ficamos surpresos ao saber que isso também é importante para a evolução de seu sistema planetário".
O trabalho apresentado hoje se baseia em trabalhos anteriores, liderados por Gijs Mulders da Universidade do Arizona, usando uma amostra de espectros maior, porém menos precisa, do projeto LAMOST-Kepler. (LAMOST, o telescópio espectroscópico de fibra multi-objetos de área ampla, é um telescópio chinês, baseado em Terra). Mulders e colaboradores encontraram uma tendência similar - planetas mais próximos que orbitavam estrelas mais ricas em ferro - mas não menores que o período crítico de oito dias.
"É encorajador ver uma confirmação independente da tendência que encontramos em 2016", diz Mulders.
"A identificação do período crítico realmente mostra que o telescópio Kepler é um presente que continua dando frutos".
O que é particularmente surpreendente sobre o novo resultado, Wilson explicou, é que as estrelas enriquecidas com ferro têm apenas cerca de 25% mais de ferro do que as outras na amostra.
"Isso é como adicionar cinco oitavos de uma colher de chá de sal em uma receita de cupcake que exige meia colher de chá de sal, entre todos os outros ingredientes. Eu ainda comeria esse cupcake", diz ele.
"Isso nos mostra realmente como as pequenas diferenças na composição estelar podem ter impactos profundos nos sistemas planetários".
Mas mesmo com esta nova descoberta, os astrônomos ficam com muitas perguntas sem resposta sobre como os planetas extrassolares se formam e evoluem, especialmente os planetas de tamanho da Terra ou ligeiramente maiores ("super-terras"). As estrelas ricas em ferro formam intrinsecamente planetas com órbitas mais curtas? Ou os planetas que orbitam estrelas ricas em ferro são mais propensos a se formar mais para fora e depois migram para um período mais curto em órbitas mais próximas? Wilson e colaboradores esperam trabalhar com outros astrônomos para criar novos modelos de discos protoplanetários para testar ambas as explicações.
"Estou ancioso para aprender mais sobre como as composições químicas das estrelas impactam seus planetas, particularmente sobre a forma como os planetas pequenos se formam", diz Teske.
"Além disso, o APOGEE fornece muitas mais abundâncias químicas estelares além do ferro, então provavelmente há outras tendências escondidas dentro deste rico conjunto de dados que ainda não exploramos".
Fonte: Space Daily
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