É verdade que os planetas com maior massa só podem ser gasosos? Se sim, por que não podem ser formados por rochas também?

Resposta curta:

Uma das razões para não existir planetas rochosos enormes é a pouca disponibilidade de matéria sólida e muita disponibilidade de gás, basicamente hidrogênio e hélio.

Astroficisistas acreditam que o limite para um planeta rochoso é de 40 massas terrestres. Acima disso ele fica com uma atração gravitacional forte e atrai muito hidrogênio e hélio, tornando-se um gigante gasoso.

Para se ter uma ideia, Jupiter, o maior gasoso, tem massa de 318 terras, o maior rochoso.

Jupiter foi o primeiro a se formar e deve ter um núcleo de até 40 terras. Depois ele atraiu a maior quantidade de gás do sistema. Os demais gasosos, que são Saturno, Urano e Netuno também devem ter núcleos rochosos e a capa de gás, mas sobrou bem menos gás da formação de Júpiter.

Já foram detectados planetas com 40 massas terrestres bem próximos da estrela. É provável que eles eram gigantes gasosos e migraram da periferia para o centro e uma vez próximos da estrela, perderam para ela sua capa de gases.

Resposta longa:

Os sistemas planetários se formam de nuvens de gás e poeira, deixados pela explosão de supernovas. Quando essa nebulosa colapsa, forma a estrela menor que a anterior e forma também um disco de gás e poeira.

Os elementos químicos, de que são formados os sistemas planetários, são provenientes da morte de uma estrela maior e que deixa esse material no espaço.

Quando uma estrela grande, com 7 ou mais massas solares, gasta seu combustível nuclear (hidrogênio) junto ao seu núcleo (ela não consegue acessar o hidrogênio que está nas camadas intermediárias e periféricas), ela morre.

E a morte dessa estrela se dá pela cessação das reações nucleares no núcleo, desabamento das camadas intermediárias sobre o núcleo, perda das camadas externas para o cosmos e novas reações nucleares no núcleo, pelo súbito desabamento. Nessas reações do “canto do cisne” da estrela se formam elementos químicos mais pesados que hélio, até o ferro número atômico 26. Alguns elementos químicos acima disso podem se formar pela via lenta de absorção de nêutrons no núcleo e emissão de um elétron e um pósitron, dando origem a um próton no núcleo. Surge o elemento químico imediatamente acima na tabela periódica.

Parte desses elementos químicos pesados são ejetados para o espaço, por uma chuva de neutrinos. Se acredita que até 10% da estrela sejam consumidos para a produção desses neutrinos, que são partículas muito, muito pequenas e difícil de detectar. Eles atravessam a Terra, passando por seu núcleo, sem interagir com ela. Falando com outras palavras, a estrela gasta 99% da sua energia nessa emissão de neutrinos.

O corpo morto da estrela pode ser uma estrela de nêutrons (entre 1 e duas massas solares) ou um buraco negro estrelar (acima de 5 massas solares).

A nuvem de gás e poeira que se forma na morte da estrela tem predominantemente hidrogênio, das camadas intermediárias e periféricas da estrela que morreu e pouquíssimo material rochoso ou sólido.

Os cientistas acreditam que o sistema solar (ou a nebulosa que o formou) passou e coletou destroços de 40 supernovas, que explodiram e jogaram materiais mais pesados que hidrogênio e hélio no caminho dele (carbono, nitrogênio, oxigênio, fósforo, silício, etc.).

E mesmo assim há bem pouco material sólido no sistema solar.

Mas não é só: ele deve também ter passado por regiões onde existiram colisões de estrelas de nêutrons. Essas colisões jogam uma quantidade imensa de nêutrons no espaço, e esses bombardeiam átomos onde encontram e vão fazendo os elementos mais pesados da tabela periódica, como ouro e urânio.

E saber que esses elementos químicos, como zinco, selênio e iodo, além daqueles até ferro número atômico 26, são essências à vida.