p Astrônomos com o Sloan Digital Sky Survey (SDSS) aprenderam que a composição química de uma estrela pode exercer uma influência inesperada em seu sistema planetário - uma descoberta possibilitada por um levantamento contínuo do SDSS de estrelas vistas pela espaçonave Kepler da NASA, e um que promete expandir nossa compreensão de como os planetas extrasolares se formam e evoluem. p "Sem essas medições detalhadas e precisas do conteúdo de ferro das estrelas, nunca poderíamos ter feito essa medição, "diz Robert Wilson, estudante de graduação em astronomia na Universidade da Virgínia e principal autor do artigo que anuncia os resultados.

p A equipe apresentou seus resultados hoje na reunião da American Astronomical Society (AAS) em National Harbor, Maryland. Usando dados SDSS, eles descobriram que estrelas com maiores concentrações de ferro tendem a hospedar planetas que orbitam bem perto de sua estrela hospedeira - muitas vezes com períodos orbitais de menos de cerca de oito dias - enquanto estrelas com menos ferro tendem a hospedar planetas com períodos mais longos que estão mais distantes de sua estrela hospedeira. Uma investigação mais aprofundada deste efeito pode nos ajudar a compreender toda a variedade de sistemas planetários extra-solares em nossa Galáxia, e esclarecer por que os planetas são encontrados onde estão.

p A história dos planetas em torno de estrelas semelhantes ao Sol começou em 1995, quando uma equipe de astrônomos descobriu um único planeta orbitando uma estrela parecida com o Sol a 50 anos-luz da Terra. O ritmo de descoberta acelerou em 2009, quando a NASA lançou a espaçonave Kepler, um telescópio espacial projetado para procurar planetas extrasolares. Durante sua missão principal de quatro anos, O Kepler monitorou milhares de estrelas ao mesmo tempo, observando o minúsculo escurecimento da luz das estrelas que indica um planeta passando na frente de sua estrela hospedeira. E porque o Kepler olhou para as mesmas estrelas por anos, viu seus planetas uma e outra vez, e foi assim capaz de medir o tempo que o planeta leva para orbitar sua estrela. Esta informação revela a distância da estrela ao planeta, com planetas mais próximos orbitando mais rápido do que os mais distantes. Graças ao monitoramento incansável do Kepler, o número de exoplanetas com períodos orbitais conhecidos aumentou dramaticamente, de cerca de 400 em 2009 para mais de 3, 000 hoje.

p Embora o Kepler tenha sido perfeitamente projetado para localizar planetas extrasolares, não foi projetado para aprender sobre as composições químicas das estrelas em torno das quais esses planetas orbitam. Esse conhecimento vem do Experimento de Evolução Galáctica do Observatório Apache Point do SDSS (APOGEE), que estudou centenas de milhares de estrelas em toda a Via Láctea. APOGEE funciona coletando um espectro para cada estrela - uma medida de quanta luz a estrela emite em diferentes comprimentos de onda (cores) de luz. Como os átomos de cada elemento químico interagem com a luz de maneira característica, um espectro permite aos astrônomos determinar não apenas quais elementos uma estrela contém, mas também quanto - para todos os elementos, incluindo o elemento-chave ferro.

p "Todas as estrelas semelhantes ao Sol são principalmente hidrogênio, mas alguns contêm mais ferro do que outros, "diz Johanna Teske, da Carnegie Institution for Science, um membro da equipe de pesquisa. "A quantidade de ferro que uma estrela contém é uma pista importante de como ela se formou e como evoluirá ao longo de sua vida."

p Combinando dados dessas duas fontes - órbitas planetárias de Kepler e química estelar de APOGEE - os astrônomos aprenderam sobre as relações entre essas estrelas "enriquecidas com ferro" e os sistemas planetários que elas contêm.

p “Sabíamos que o enriquecimento do elemento de uma estrela importaria para sua própria evolução, "diz Teske, "Mas ficamos surpresos ao saber que isso também é importante para a evolução de seu sistema planetário."

p O trabalho apresentado hoje baseia-se em trabalhos anteriores, liderado por Gijs Mulders da Universidade do Arizona, usando uma amostra maior, mas menos precisa de espectros do projeto LAMOST-Kepler. (LAMOST, o telescópio espectroscópico de fibra multi-objeto de grande área, é um levantamento do céu chinês.) Mulders e colaboradores encontraram uma tendência semelhante - planetas mais próximos orbitando estrelas mais ricas em ferro - mas não determinaram o período crítico de oito dias.

p “É encorajador ver uma confirmação independente da tendência que encontramos em 2016, "diz Mulders." A identificação do período crítico mostra realmente que o Kepler é o presente que continua sendo oferecido. "

p O que é particularmente surpreendente sobre o novo resultado, Wilson explicou, é que as estrelas enriquecidas com ferro têm apenas cerca de 25% mais ferro do que as outras na amostra. "Isso é como adicionar cinco oitavos de uma colher de chá de sal em uma receita de cupcake que pede meia colher de chá de sal, entre todos os seus outros ingredientes. Eu ainda comia aquele cupcake, ", diz ele." Isso realmente nos mostra como mesmo pequenas diferenças na composição estelar podem ter impactos profundos nos sistemas planetários. "

p Mas mesmo com esta nova descoberta, os astrônomos ficam com muitas perguntas sem resposta sobre como os planetas extrasolares se formam e evoluem, especialmente planetas do tamanho da Terra ou ligeiramente maiores ("super-Terras"). As estrelas ricas em ferro formam intrinsecamente planetas com órbitas mais curtas? Ou os planetas orbitando estrelas ricas em ferro têm maior probabilidade de se formar mais longe e, em seguida, migrar para um período mais curto, órbitas mais próximas? Wilson e colaboradores esperam trabalhar com outros astrônomos para criar novos modelos de discos protoplanetários para testar ambas as explicações.

p "Estou animado porque ainda temos muito a aprender sobre como as composições químicas das estrelas impactam seus planetas, particularmente sobre como pequenos planetas se formam, "Teske diz." Além disso, APOGEE fornece muito mais abundâncias químicas estelares além do ferro, portanto, provavelmente há outras tendências enterradas neste rico conjunto de dados que ainda temos que explorar. "