Modelo do Sol favorece uma super-Terra engolida, mas a prova ainda falta

O Sol é medido com precisão suficiente para expor defeitos pequenos nos modelos que descrevem sua evolução. Cálculos-padrão têm dificuldade para reproduzir ao mesmo tempo a velocidade do som logo abaixo da camada externa em convecção, a profundidade dessa camada e certas abundâncias químicas na superfície. Um novo estudo perguntou se parte da diferença poderia guardar a memória de um planeta rico em elementos pesados que caiu no Sol ainda jovem.

Mutlu Yıldız, da Universidade Ege, usou o programa de evolução estelar MESA para simular duas etapas de troca de matéria. Primeiro entraria material rico em elementos pesados, interpretado como o planeta; depois, gás empobrecido nesses elementos remanesceria do disco onde os planetas se formaram. O pesquisador variou essas histórias de acreção, a mistura turbulenta e outros parâmetros, e comparou cada Sol simulado com medições heliossísmicas — vibrações que revelam o interior da estrela — e com abundâncias observadas na superfície.

Dentro da família testada, o melhor ajuste combinou engolimento e mistura turbulenta. O modelo preferido correspondeu a um planeta de cerca de 5,6 massas terrestres, enquanto variantes próximas favoreceram de 5 a 10 massas terrestres. No cálculo, o material dissolvido forma uma região enriquecida em elementos pesados abaixo da camada convectiva. Essa mudança altera a opacidade e a organização interna, aproximando o perfil simulado de velocidade do som e a base da convecção dos valores inferidos para o Sol.

O estudo também exigiu uma condição específica para a escassez de lítio observada na superfície: o material incorporado precisaria ter pouco lítio, e os melhores modelos para esse indicador usaram 4,6 a 5,8 massas terrestres. Controles sem engolimento, mas com parâmetros de mistura ajustáveis, melhoraram parte das diferenças. Uma comparação pelo Critério de Informação Bayesiano, que penaliza modelos por acrescentarem flexibilidade, favoreceu a solução com engolimento; o teste mostra desempenho relativo entre as alternativas implementadas, não exclusão de toda física possível.

Uma segunda conta avaliou se um planeta rochoso compacto poderia atravessar a camada convectiva solar. Sob modelos de estrutura planetária dependentes da pressão e considerando apenas arrasto aerodinâmico e ablação clássica, a perda de massa calculada foi pequena. Essa viabilidade não descreve o evento completo: choques, fragmentação, instabilidades e dissolução tridimensional ficaram fora do modelo unidimensional. Sobreviver a essa conta simplificada torna o cenário possível, mas não demonstra que ele ocorreu.

A hipótese liga três sinais atuais — estrutura heliossísmica, composição superficial e lítio — a uma história química comum no início do Sistema Solar. Seu próximo teste precisa ser independente: procurar a camada enriquecida ou outra assinatura prevista sem escolhê-la para melhorar o mesmo ajuste. Até essa verificação, a faixa de 5 a 10 Terras deve ser lida como a massa que melhor funciona nos cenários simulados, não como uma medição de um planeta perdido.