Pesquisadores da Universidade da Califórnia Santa Cruz, nos EUA, realizaram uma nova investigação de laboratório para entender mais sobre as atmosferas iniciais de planetas rochosos semelhantes à Terra. Para isso, eles aqueceram amostras de meteoritos em uma fornalha de alta temperatura e analisaram os gases liberados.
Os resultados da "brincadeira" foram publicados nesta quinta-feira (15) na Nature Astronomy, e sugerem que as atmosferas iniciais dos planetas terrestres podem diferir significativamente de muitas das suposições comuns usadas em modelos teóricos de atmosferas planetárias.
"Esta informação será importante quando começarmos a ser capazes de observar atmosferas de exoplanetas com novos telescópios e instrumentação avançada", disse a autora principal Maggie Thompson, graduanda em Astronomia e Astrofísica na Universidade da Califórnia Santa Cruz.
Os cientistas acreditam que as primeiras atmosferas dos planetas rochosos sejam formadas principalmente a partir de gases liberados da superfície do planeta como resultado do intenso aquecimento durante o acúmulo de blocos de construção planetários e, posteriormente, da atividade vulcânica no início do desenvolvimento do planeta.
"Quando os blocos de construção de um planeta estão se juntando, o material é aquecido e gases são produzidos e, se o planeta for grande o suficiente, os gases serão retidos como uma atmosfera", explicou a coautora Myriam Telus, professora assistente de Ciências da Terra e do Planeta na mesma universidade californiana.
Procedimento da pesquisa
Para simular em laboratório esse processo inicial, os pesquisadores analisaram três meteoritos, de um tipo conhecido como condritos carbonáceos do tipo CM, que têm uma composição considerada representativa do material a partir do qual o Sol e os planetas se formaram.
"Esses meteoritos sobraram de materiais dos blocos de construção que formaram os planetas em nosso Sistema Solar", explica Thompson em artigo do site da universidade.
Um forno conectado a um espectrômetro de massa e um sistema de vácuo foi elaborado para o estudo. Nele, as amostras de meteorito foram aquecidas a 1.200 graus Celsius, e o sistema analisou os gases voláteis produzidos a partir dos minerais na amostra. O vapor d'água era o gás dominante, com quantidades significativas de monóxido de carbono e dióxido de carbono, e menores quantidades de gases de hidrogênio e sulfeto de hidrogênio também liberados.
De acordo com Telus, os modelos de atmosferas planetárias costumam assumir abundâncias solares, ou seja, uma composição semelhante ao Sol e, portanto, dominada por hidrogênio e hélio. "Com base na liberação de gás de meteoritos, no entanto, você esperaria que o vapor d'água fosse o gás dominante, seguido pelo monóxido de carbono e dióxido de carbono", disse ela que também explica que abundâncias solares são boas apenas para planetas grandes como Júpiter que adquirem suas atmosferas da nebulosa solar, mas que planetas menores obtêm suas atmosferas com a liberação de gases.
Os pesquisadores compararam seus resultados com as previsões de modelos de equilíbrio químico baseadas na composição dos meteoritos e obtiveram resultados muito semelhantes aos que os modelos de equilíbrio químico preveem.
"Você precisa de experimentos para ver o que realmente acontece na prática. Queremos fazer isso para uma grande variedade de meteoritos fornecer melhores restrições para os modelos teóricos de atmosferas exoplanetárias", disse Thompson.
Origem dos meteoritos
Os três meteoritos analisados para este estudo foram o condrito de Murchison, que caiu na Austrália em 1969; Jbilet Winselwan, coletado no Saara Ocidental em 2013; e Águas Zarcas, que caiu na Costa Rica em 2019.
"Pode parecer arbitrário usar meteoritos de nosso Sistema Solar para entender os exoplanetas ao redor de outras estrelas, mas estudos com outras estrelas estão descobrindo que esse tipo de material é realmente muito comum em torno de outras estrelas", observou Telus.
