Colisão Maciça no Sistema Planetário Kepler 107

A figura mostra uma simulação hidrodinâmica de uma colisão frontal de alta velocidade entre dois planetas de massa terrestre. A faixa de temperatura do material é representada por quatro cores: cinza, laranja, amarelo e vermelho, onde cinza é a mais fria e vermelha é a mais quente. Tais colisões ejetam uma grande quantidade do material do manto de silicato deixando um planeta com alto teor de ferro, remanescente de alta densidade semelhante às características observadas do Kepler-107c.

Desde que, em 1995, o primeiro planeta extra-solar foi descoberto, quase 4.000 planetas foram encontrados ao redor das estrelas mais próximas. Isso nos permite estudar uma grande variedade de configurações para esses sistemas planetários. A evolução dos planetas orbitando outras estrelas pode ser afetada, principalmente, por dois fenômenos: a evaporação das camadas superiores do planeta devido ao efeito dos raios X e ultravioleta emitidos pela estrela central, e pelos impactos de outros corpos celestes do tamanho de um planeta.
O efeito anterior foi observado várias vezes em sistemas extrasolares, mas até agora não houve prova da existência de impactos maiores, como aparentemente ocorreu no sistema Kepler 107.
A estrela central, Kepler 107, é um pouco maior que o Sol e tem quatro planetas girando em torno dela; foram os dois planetas mais internos que atraíram o interesse dos astrofísicos. Usando dados do satélite Kepler e do Telescópio Nacional Galileo (TNG) no Observatório Roque de los Muchachos (Garafia, La Palma, Ilhas Canárias), a equipe determinou os parâmetros da estrela e mediu os raios e as massas desses planetas. Embora os dois mais internos tenham raios semelhantes, suas massas são muito diferentes. Na verdade, o segundo é três vezes mais denso que o primeiro.
A extraordinariamente alta densidade do planeta Kepler 107c é mais que o dobro da Terra. Essa densidade excepcional para um planeta intrigou os pesquisadores e sugere que seu núcleo metálico, sua parte mais densa, é anormalmente grande para um planeta.
Isso ainda seria considerado normal se não fosse pela previsão de que a foto-evaporação faz com que o planeta mais denso em um sistema seja o mais próximo de sua estrela. Para explicar como é possível que, neste caso, o mais próximo tenha apenas metade da densidade do segundo, foi proposta a hipótese de que o planeta Kepler 107c foi formado como resultado de um grande impacto. Esse impacto deve ter arrancado suas camadas externas, deixando o núcleo central com uma fração muito maior do que antes, aumentando sua densidade. Após testes realizados por meio de simulações, essa hipótese parece ser a mais provável.
Este estudo nos permitirá entender melhor a formação e evolução dos exoplanetas. Especificamente, ele destaca a importância da relação entre a física estelar e a pesquisa exoplanetária. "Precisamos conhecer a estrela para entender melhor os planetas que estão em órbita", diz Savita Mathur, pesquisadora do IAC em Tenerife e uma das autoras do artigo.
"Neste estudo fizemos uma análise sísmica para estimar os parâmetros da estrela que hospeda o planeta. Asterosismologia está desempenhando um papel fundamental no campo dos exoplanetas, porque tem sido demonstrado que é um dos melhores métodos para uma caracterização precisa das estrelas". É por isso que, durante a última década, se tornou um dos principais métodos de caracterização de estrelas, e continuará assim nos próximos anos, graças às missões espaciais para a descoberta de exoplanetas: TESS (NASA) e PLATO (ESA).

Fonte: Space Daily via Instituto de Astrofísica de Canárias (IAC)