Ao celebrar a descoberta de 5.000 exoplanetas, a Ciência tem se deparado com uma pergunta fundamental: como giram esses novos mundos do Cosmos?

A resposta para tal questão é fundamental para nossa compreensão sobre a evolução de um sistema planetário e suas condições de habitabilidade.

No caso do Sistema Solar, a relação entre o movimento orbital da Terra e o movimento de rotação do Sol controla diretamente as condições necessárias para a existência de Vida na Terra e, portanto, para nossa própria existência.

No artigo científico On the behaviour of spin-orbit connection of exoplanets, publicado na revista Nature Astronomy, nesta quinta-feira, 18 de maio, a equipe do Núcleo de Astronomia Observacional e Instrumentação, do Departamento de Física Teórica e Experimental (DFTE/UFRN), apresenta a descoberta de um ingrediente fundamental na busca por exoplanetas com condições de abrigarem atividade biológica, ou seja, a vida.

Nesse trabalho pioneiro, conduzido pelos astrônomos José Renan de Medeiros, Bruno Leonardo Canto Martins e Izan de Castro Leão, os pesquisadores estudaram uma amostra de 1.050 estrelas hospedando planetas, descobertos pelas missões espaciais Tess e Kepler, da Nasa.

Ao analisar a forma como esses sistemas planetários giram, em comparação com nosso Sistema Solar, descobriram que as circunstâncias de habitabilidade estão associadas à condição de os sistemas girarem de forma super-síncrona.

Em outras palavras, os sistemas planetários com condições de abrigarem vida têm um período orbital maior do que o período de rotação da estrela-mãe.

O período orbital é o tempo no qual o planeta efetua uma revolução completa em torno da estrela, enquanto o período de rotação da estrela é o tempo no qual ela efetua um giro completo em torno do seu eixo.

Spin-orbit

Em um trecho do artigo, os autores destacam o fato de que “as interações estrela-planeta desempenham um papel crucial nas configurações orbitais planetárias ao circularem as órbitas, alinhando a rotação da estrela e do planeta e sincronizando a rotação estelar com os movimentos orbitais”.

Isso, explicam, é especialmente verdadeiro para planetas gigantes mais internos, que podem ser esquematizados como sistemas binários com uma proporção de massa muito grande.

O professor José Renan de Medeiros, destacado por desenvolver pesquisas em Astronomia Observacional com ênfase em instrumentação, espectroscopia, evolução estelar e exoplanetologia, ressalta que, apesar de alguns exemplos em que a sincronização spin-orbit foi obtida, ainda não há nenhum estudo demográfico sobre regimes síncronos nesses sistemas.

“No artigo usamos uma amostra de 1.055 estrelas com planetas companheiros internos para mostrar a existência de três diferentes tipos de sincronização entre estrelas e planetas. Dois deles têm frações dominantes de sistemas estrela-planeta sub-síncronos e super-síncronos, e um terceiro regime menos populoso de sistemas potencialmente sincronizados”, afirma.

A publicação também salienta que a paisagem é diferente dos sistemas binários eclipsantes, muitos dos quais são sincronizados, e sugere que os planetas em um estado de rotação assíncrona estável pertencentes a sistemas estrela-planeta em um regime super-sincronizado oferecem as condições mais favoráveis ​​para a habitabilidade.

O estudo tem também a coautoria dos estudantes Yuri Messias, Roseane Gomes, Dasaev Fontinele e Maria Inês Gonçalves (alunos do Programa de Pós-graduação em Física/UFRN) e Lorenza Barraza (Bolsista IC).

As atividades de pesquisa do conselho de astronomia observacional da UFRN são apoiadas por bolsas contínuas das agências brasileiras de fomento CNPq e Fapern.

O projeto foi apoiado por bolsas do CNPq e Capes. O artigo inclui dados coletados pelas missões Tess e Kepler e fez uso do Nasa Exoplanet Archive, que é operado pelo California Institute of Technology.