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Astrônomos brasileiros estudam química estelar em busca de exoplanetas

Pesquisa feita na USP revela que a baixa abundância de lítio na estrela-mãe pode indicar a presença de planetas em sua órbita

Por Da Redação
10 nov 2023, 15h30

Pesquisadores do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP) estudaram uma amostra de 192 estrelas parecidas com o Sol e encontraram uma correlação entre a presença de planetas e um baixo conteúdo de lítio nas suas estrelas hospedeiras. Essa correlação, além de ajudar a encontrar exoplanetas, pode ajudar a explicar por que o Sol possui uma abundância de lítio anormalmente baixa em comparação com suas estrelas “gêmeas”.

A pesquisa foi conduzida com dados do espectrógrafo High-Accuracy Radial velocity Planet Searcher do ESO para 36 estrelas que possuem planetas e 156 estrelas sem planetas detectados. O espectrógrafo, que age como um prisma, decompõe a luz da estrela nas diferentes frequências e revela assinaturas que refletem a composição química da estrela. Seguindo esse princípio os pesquisadores puderam determinar o conteúdo de lítio das estrelas estudadas, comparando as com e sem planetas em busca de possíveis correlações. Os resultados encontrados revelam que estrelas sem planetas conservam aproximadamente o dobro do conteúdo de lítio de estrelas com planetas.  Os dados foram divulgados nesta quinta-feira, 9 na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fazer essa comparação não é uma tarefa tão simples, pois o elemento é facilmente destruído dentro das estrelas, em especial nas mais massivas.  No entanto, os testes estatísticos feitos pelos pesquisadores indicam que é improvável que esse resultado seja obtido ao acaso, ou seja, a probabilidade de que ele reflete o comportamento real das estrelas é alta – cerca de 99%.

Esse novidade ajuda na compreensão de uma questão antiga. O Sol é apenas uma dentre bilhões de estrelas em nossa galáxia, mas a única encontrada até o momento que hospeda seres vivos, o que leva os astrônomos a acreditar que a vida é algo extremamente raro no Universo. Além disso, as condições necessárias para o desenvolvimento da vida – como, por exemplo, água em estado líquido – ainda não são completamente conhecidas. Assim, os astrônomos voltam sua atenção ao único exemplo conhecido com vida. Especificamente, querem saber qual aspecto torna o Sol tão único. Quão parecido ou diferente é o Sol em comparação às outras estrelas do Universo? Diversos estudos conduzidos com “gêmeas solares” revelaram uma peculiaridade em nossa estrela hospedeira: ela possui um conteúdo de lítio muito mais baixo do que suas gêmeas de mesma idade.

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Essa característica pode ser resultado do processo de formação do Sistema Solar. “Todo sistema planetário é formado a partir de uma mesma nuvem de gás e poeira, portanto, eles têm os mesmos elementos químicos disponíveis para a sua formação. Elementos que não são facilmente condensados a altas temperaturas são encontrados geralmente em forma gasosa e são usados para compor a estrela e os planetas gasosos”, afirma a astrônoma Anne Rathsam, autora principal do estudo e bolsista de doutorado da FAPESP. “Por outro lado, elementos que se condensam com facilidade [como o lítio e o ferro] formam sólidos, como os planetas rochosos. Sendo assim, é possível que o lítio seja ‘roubado’ da nuvem-mãe durante a formação dos sistemas planetários para compor os planetas, deixando a estrela hospedeira empobrecida em lítio.”

Em um contexto mais amplo, o estudo do lítio em diversos tipos de estrelas tem relevância fundamental na astronomia. Segundo o professor do IAG-USP que orientou a pesquisa, Jorge Meléndez, “o lítio é um elemento fascinante. A abundância desse elemento nas estrelas mais antigas da galáxia nos fornece informações cruciais sobre os primeiros minutos do Universo. Embora não seja possível enxergar diretamente o interior estelar, o lítio é importante, pois é sensível às condições de temperatura no interior das estrelas, o que permite avaliar modelos de evolução das estrelas. E, como mostrado em nosso estudo, esse elemento também parece ser chave para identificar estrelas que possuem planetas”.

(Com Agência Fapesp)

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