Amedida que a comunidade cienta­fica procura mundos orbitando estrelas próximas que possam abrigar vida, uma nova pesquisa liderada pelo Southwest Research Institute sugere que exoplanetas rochosos mais jovens são mais propensos a suportar climas temperados semelhantes a  Terra.

No passado, os cientistas se concentraram em planetas situados dentro da zona habita¡vel de uma estrela, onde não énem muito quente nem muito frio para a existaªncia de águala­quida nasuperfÍcie. No entanto, mesmo dentro dessa chamada "zona Cachinhos Dourados", os planetas ainda podem desenvolver climas inóspitos a  vida. Sustentar climas temperados também requer que um planeta tenha calor suficiente para alimentar um ciclo de carbono em escala planeta¡ria. Uma fonte chave desta energia éo decaimento dos isãotopos radioativos de ura¢nio, ta³rio e pota¡ssio. Essa fonte de calor cra­tica pode alimentar a convecção do manto de um exoplaneta rochoso, um movimento lento e rastejante da regia£o entre o núcleo e a crosta de um planeta que eventualmente derrete nasuperfÍcie. A desgaseificação vulcânica desuperfÍcie éuma fonte prima¡ria de CO 2para a atmosfera, o que ajuda a manter o planeta aquecido. Sem a desgaseificação do manto, éimprova¡vel que os planetas suportem climas temperados e habita¡veis ​​como o da Terra.

"Sabemos que esses elementos radioativos são necessa¡rios para regular o clima, mas não sabemos por quanto tempo esses elementos podem fazer isso, porque eles decaem com o tempo", disse Cayman Unterborn, principal autor de um artigo do Astrophysical Journal Letters sobre a pesquisa. . "Além disso, os elementos radioativos não são distribua­dos uniformemente por toda a Gala¡xia e, a  medida que os planetas envelhecem, eles podem ficar sem calor e a desgaseificação cessara¡. Como os planetas podem ter mais ou menos desses elementos do que a Terra, quera­amos entender como isso A variação pode afetar por quanto tempo os exoplanetas rochosos podem suportar climas temperados semelhantes a  Terra."

Estudar exoplanetas éum desafio. A tecnologia de hoje não pode medir a composição dasuperfÍcie de um exoplaneta, muito menos a de seu interior. Os cientistas podem, no entanto, medir espectroscopicamente a abunda¢ncia de elementos em uma estrela estudando como a luz interage com os elementos nas camadas superiores de uma estrela. Usando esses dados, os cientistas podem inferir do que os planetas em a³rbita de uma estrela são feitos usando a composição estelar como um proxy aproximado para seus planetas.

“Usando estrelas hospedeiras para estimar a quantidade desses elementos que entrariam nos planetas ao longo da história da Via La¡ctea, calculamos quanto tempo podemos esperar que os planetas tenham vulcanismo suficiente para suportar um clima temperado antes de ficar sem energia”, disse Unterborn. . "Sob as condições mais pessimistas, estimamos que esta idade cra­tica éde apenas cerca de 2 bilhaµes de anos para um planeta com a massa da Terra e chegando a 5-6 bilhaµes de anos para planetas de maior massa sob condições mais otimistas. Para os poucos planetas que temos idades pois, descobrimos que apenas alguns eram jovens o suficiente para dizermos com confianção que podem ter desgaseificação desuperfÍcie de carbono hoje, quando o observamos com, digamos, o Telescópio Espacial James Webb."

Esta pesquisa combinou dados observacionais diretos e indiretos com modelos dina¢micos para entender quais parametros mais afetam a capacidade de um exoplaneta de suportar um clima temperado . Mais experimentos de laboratório e modelagem computacional quantificara£o o alcance razoa¡vel desses parametros, particularmente na era do Telescópio Espacial James Webb, que fornecera¡ uma caracterização mais aprofundada de alvos individuais. Com o telesca³pio Webb, serápossí­vel medir a variação tridimensional das atmosferas dos exoplanetas. Essas medições aprofundara£o o conhecimento dos processos atmosfanãricos e suas interações com asuperfÍcie e o interior do planeta, o que permitira¡ aos cientistas estimar melhor se um exoplaneta rochoso em zonas habita¡veis ​​évelho demais para ser parecido com a Terra.

“Exoplanetas sem desgaseificação ativa são mais propensos a serem planetas frios e bolas de neve”, disse Unterborn. "Embora não possamos dizer que os outros planetas não estãodesgaseificando hoje, podemos dizer que eles precisariam de condições especiais para fazaª-lo, como aquecimento de maréou placas tecta´nicas. Isso inclui os exoplanetas rochosos de alto perfil descobertos no Sistema estelar TRAPPIST-1. Independentemente disso, planetas mais jovens com climas temperados podem ser os lugares mais simples para procurar outras Terras."