As últimas observações mostram que num exoplaneta a cerca de 35 anos-luz de distância da Terra, “o solo é realmente um mar de magma”. A equipa de investigação acredita que o planeta denominado L 98-59 d tem apenas cerca de 1,6 vezes o tamanho da Terra, mas tem um manto cheio de lava de silicato e um interior e uma atmosfera invulgarmente ricos em enxofre. Pode representar um novo tipo de “mundo oceânico de magma rico em enxofre” que nunca foi formalmente identificado antes.
Os resultados relevantes foram publicados na revista Nature Astronomy, lançada em 16 de março. Alguns dos dados vêm de observações conjuntas do Telescópio Espacial James Webb (JWST) e de observatórios terrestres. Harrison Nichols, o autor principal do artigo, que completou a investigação como estudante de doutoramento na Universidade de Oxford e agora é pós-doutorando na Universidade de Cambridge, disse ao Refractor que a descoberta mostra que “ainda há muito que não sabemos sobre como os planetas se formam e evoluem”. Ele enfatizou que os tipos de ambientes planetários na Via Láctea são muito mais diversos do que o atual sistema de classificação apresenta, e esta diversidade deve ser totalmente levada em conta quando se discute planetas na zona habitável.
Uma característica chave do L 98-59 d é que o seu manto é semelhante à lava de silicato das erupções vulcânicas na Terra, mas expandiu-se num "mar global de magma" cobrindo a superfície do planeta e armazenando grandes quantidades de enxofre em profundidade. Os pesquisadores concluíram que o planeta provavelmente nasceu em um ambiente de disco protoplanetário mais rico em enxofre do que no sistema solar. Do ponto de vista da teoria da formação planetária, isso significa que na Via Láctea podem existir muitos planetas terrestres com composições elementares completamente diferentes da Terra, e até mesmo planetas dominados pelo enxofre, o que levará ao conceito de novos tipos de planetas rochosos, como "mundos sulfurosos".
O que é ainda mais intrigante é que o planeta parece ter conseguido reter uma atmosfera rica em hidrogénio e de pressão extremamente elevada durante milhares de milhões de anos, apesar do constante “golpe” de radiação de alta energia da sua estrela. De um modo geral, planetas rochosos como a Terra perderão gradualmente componentes voláteis leves, como hidrogénio e enxofre, durante o processo de evolução, mas L 98-59 d viola esta "convenção", forçando os cientistas a recorrer a simulações numéricas de alta precisão para reconstruir a sua história evolutiva.
Modelos mostram que o planeta era mais quente e mais “expandido” em seus primeiros dias, e sua aparência estava mais próxima de um “sub-Netuno”. Em seguida, ele esfriou e contraiu gradualmente ao longo dos anos, mas a densidade geral ainda era baixa, apontando para um pacote atmosférico espesso e de alta pressão. Esta atmosfera rica em hidrogênio e de alta pressão tornará a camada externa do planeta altamente opaca e produzirá um efeito estufa extremo semelhante ao de Vênus. Sob a ação combinada da radiação estelar e do aquecimento das marés, o "mar de magma primordial" na superfície do planeta será mantido em estado líquido por um longo tempo. A equipa de investigação destacou que este mecanismo de “bloqueio” do mar de magma por uma atmosfera espessa, radiação moderada e marés não foi totalmente considerado pela estrutura de classificação planetária existente.
Anteriormente, a comunidade astronômica descobriu mundos oceânicos de magma próximos a outras estrelas, como 55 Cancri e, mas esses planetas estão frequentemente próximos da estrela, têm períodos orbitais extremamente curtos e dependem principalmente da forte radiação da estrela para aquecer a superfície. Em contraste, a radiação recebida por L 98-59 d é relativamente suave, mas depende do mecanismo triplo de "atmosfera-radiação-maré" para manter conjuntamente o mar de magma, apresentando um novo modelo estável. Isto levou os investigadores a questionarem-se se a actual classificação de “super Terra”, que utiliza o tamanho do planeta como único critério de classificação, já não é suficiente para descrever estes grupos de planetas com estruturas e composições internas muito diferentes.
A nível da química planetária, L 98-59 d, embora extremamente quente e inadequado para formas de vida conhecidas, ainda pode fornecer aos cientistas pistas importantes sobre o papel do enxofre nos sistemas planetários. O enxofre pode participar de uma variedade de ciclos geoquímicos relacionados à vida sob condições apropriadas. A equipa de investigação utilizou o modelo para inferir que a abundância de enxofre no ambiente de nascimento deste planeta era significativamente maior do que no sistema solar, fornecendo uma referência teórica para a futura procura de "planetas semelhantes à Terra, ricos em enxofre", mais pequenos e mais amenos.
Nos próximos anos, os cientistas planeiam continuar a procurar mais mundos oceânicos de magma semelhantes a L 98-59 d através do JWST, e aguardam com expectativa a próxima missão "Infrared Remote Sensing Survey of Exoplanet Atmospheres" (ARIEL) implementada pela Agência Espacial Europeia para resolver sistematicamente as diferenças na composição e estrutura interna de diferentes super-Terras a partir de amostras maiores. Nichols disse que ao modelar toda a população da super-Terra e compará-la com os dados atuais do censo de exoplanetas, espera-se identificar múltiplas “subcategorias” com diferentes composições e estruturas, e correlacioná-las com diferentes formações planetárias e caminhos de evolução.
A equipe de pesquisa também está usando métodos de aprendizado de máquina para construir uma estrutura de simulação de evolução planetária mais complexa para absorver mais dados novos de telescópios espaciais e missões de pesquisa do céu em grande escala no futuro. Na sua opinião, L 98-59 d é apenas o começo de muitos planetas "atípicos", e estes mundos que se desviam do paradigma tradicional, por sua vez, levarão os cientistas a reescrever a imagem básica da diversidade planetária, habitabilidade e habitats potenciais para a vida.