Quando Jared Bryan fala sobre sua pesquisa em sismologia, é com uma sutileza natural. Ele é um aluno de doutorado do quinto ano trabalhando com o professor assistente do MIT William Frank em pesquisa em sismologia, atraído pela combinação de observações de GPS, satélites e dados de estação sísmica do laboratório para entender a física subjacente dos terremotos. Ele não tem problemas em falar sobre velocidade sísmica em zonas de falha ou como ele se interessou pela área após estágios de verão no Southern California Earthquake Center como aluno de graduação.

“É definitivamente como um tipo de sismologia mais pé no chão”, ele descreve brincando. É um comentário estranho. Onde mais poderiam ocorrer terremotos senão na Terra? Mas é porque Bryan concluiu um projeto de pesquisa que culminou em um novo artigo — publicado hoje na Nature Astronomy — envolvendo atividade sísmica não na Terra, mas em estrelas.

Alunos de doutorado no Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias (EAPS) do MIT são obrigados a concluir dois projetos de pesquisa como parte de seu exame geral. O primeiro geralmente está em seu foco principal de pesquisa e nas bases do que se tornará seu trabalho de tese.

Mas o segundo projeto tem um requisito especial: ele deve ser de uma especialidade diferente.

Ter tantos campos de estudo diferentes, mas ainda relacionados, reunidos em um departamento torna mais fácil para alunos com forte senso de curiosidade explorar as interações interconectadas das ciências da Terra.

“Acho que todos aqui estão animados com muitas coisas diferentes, mas não podemos fazer tudo”, diz Frank, o Victor P. Starr Career Development Professor of Geophysics. “Esta é uma ótima maneira de fazer os alunos tentarem algo diferente que talvez quisessem fazer em uma dimensão paralela, interagir com outros orientadores e ver que a ciência pode ser feita de maneiras diferentes.”

No início, Bryan estava preocupado que a natureza do segundo projeto seria um desvio restritivo de sua principal pesquisa de doutorado. Mas o professor associado Julien de Wit estava procurando alguém com formação em sismologia para analisar algumas observações estelares que ele havia coletado em 2016. O brilho de uma estrela estava pulsando em uma frequência muito específica que tinha que ser causada por mudanças na própria estrela, então Bryan decidiu ajudar.

“Fiquei surpreso com a semelhança do tipo de sismologia que ele estava procurando com a sismologia que fazíamos pela primeira vez nos anos 60 e 70, como a sismologia global da Terra em larga escala”, diz Bryan. “Achei que seria uma maneira de repensar os fundamentos do campo que eu estava estudando aplicados a uma nova região.”

Ir de terremotos para starquakes não é uma comparação um-para-um. Embora o conhecimento fundamental estivesse lá, o movimento das estrelas vem de uma variedade de fontes, como magnetismo ou o efeito Coriolis, e em uma variedade de formas. Além das ondas sonoras e de pressão dos terremotos, eles também têm ondas gravitacionais, todas as quais acontecem em uma escala muito mais massiva.

Mas há benefícios em trazer cientistas de fora de uma área de especialização. De Wit, que atuou como supervisor de Bryan no projeto e também é autor do artigo, ressalta que eles trazem uma nova perspectiva e abordagem ao fazer perguntas únicas.

“Coisas que as pessoas da área simplesmente considerariam certas são desafiadas por suas perguntas”, ele diz, acrescentando que Bryan foi transparente sobre o que sabia e o que não sabia, permitindo uma rica troca de informações.

Bryan eventualmente descobriu que as mudanças no brilho da estrela eram causadas pela ressonância de maré. Ressonância é uma ocorrência física onde as ondas interagem e amplificam umas às outras. A analogia mais comum é empurrar alguém em um balanço; quando a pessoa que empurra faz isso no momento certo, isso ajuda a pessoa no balanço a ir mais alto.

“Ressonância de maré é quando você está empurrando exatamente na mesma frequência que eles estão balançando, e o travamento acontece quando ambas as frequências estão mudando”, explica Bryan. A pessoa que empurra o balanço fica cansada e empurra com menos frequência, enquanto a corrente do balanço muda de comprimento. (Bryan brinca que aqui a analogia começa a quebrar.)

À medida que uma estrela muda ao longo de sua vida, o bloqueio de ressonância de maré pode fazer com que Júpiteres quentes, que são exoplanetas massivos que orbitam muito perto de suas estrelas hospedeiras, alterem suas distâncias orbitais. Essa migração errante, como eles a chamam, explica como alguns Júpiteres quentes chegam tão perto de suas estrelas hospedeiras. Eles também descobriram que o caminho que eles tomam para chegar lá nem sempre é suave. Ele pode acelerar, desacelerar ou até mesmo regredir.

Uma implicação importante do artigo é que o bloqueio de ressonância de maré poderia ser usado como uma ferramenta de detecção de exoplanetas, confirmando a hipótese de de Wit da observação original de 2016 de que as pulsações tinham o potencial de serem usadas dessa forma. Se as mudanças no brilho da estrela puderem ser vinculadas a esse bloqueio de ressonância, isso pode indicar planetas que não podem ser detectados usando os métodos atuais.

A maioria dos alunos de doutorado da EAPS não avançam com seus projetos além dos requisitos para o exame geral, muito menos tiram um artigo deles. No começo, Bryan se preocupou que continuar com isso acabaria sendo uma distração de seu trabalho principal, mas no final ficou feliz por ter se comprometido com isso e ter sido capaz de contribuir com algo significativo para o campo emergente da asterosismologia.

“Acho que é uma evidência de que Jared está animado com o que faz e tem a motivação e o ceticismo científico para ter feito os passos extras para garantir que o que ele estava fazendo fosse uma contribuição real para a literatura científica”, diz Frank. “Ele é um grande exemplo de sucesso e o que esperamos para nossos alunos.”

Embora de Wit não tenha conseguido convencer Bryan a mudar para a pesquisa de exoplanetas permanentemente, ele está "animado com a oportunidade de continuar trabalhando juntos".

Assim que terminar seu PhD, Bryan planeja continuar na academia como professor dirigindo um laboratório de pesquisa, mudando seu foco para sismologia de vulcões e melhorando a instrumentação para o campo. Ele está aberto à possibilidade de levar suas descobertas para a Terra e aplicá-las a vulcões em outros corpos planetários, como aqueles encontrados em Vênus e na lua Io de Júpiter.

“Gostaria de ser a ponte entre essas duas coisas”, diz ele.