Mundo impossível | Cientistas descobrem planeta que não deveria existir

Por Daniele Cavalcante | 02 de Outubro de 2019 às 12h33
University of Bern

Um grupo de pesquisadores descobriu um exoplaneta gigante gasoso, com pelo menos a metade do tamanho de Júpiter, orbitando uma estrela diminuta chamada GJ 3512. Batizado de "GJ 3512 b", este mundo inusitado leva 204 dias para orbitar a estrela. Os dados também revelam que sua órbita não é circular, e sim elíptica. Mas o que realmente causa estranheza é que seu tamanho em relação à sua pequena estrela-mãe contradiz o que sabemos sobre formação planetária.

O estudo é parte da pesquisa CARMENES, que procura exoplanetas ao redor de pequenas estrelas anãs do tipo M usando telescópios que estão aqui na Terra. A abordagem é um pouco diferente da usual: em vez de procurar mudanças no brilho de uma estrela causadas por um planeta em sua órbita (processo chamado de "trânsito"), a CARMENES procura por pequenas mudanças na estrela causadas por “puxões” gravitacionais de seus planetas.

Estima-se que a estrela GJ 3512 tenha apenas 12% da massa do nosso Sol, e os pesquisadores usaram esse valor para calcular o tamanho do planeta que a orbita. A conclusão é de que se trata de um gigante gasoso. Apesar de seu tamanho gigantesco, ele tem uma rota tão próxima de sua estrela quanto Mercúrio em torno do Sol. Mas como essa estrela não é tão brilhante quanto o Sol, o GJ 3512 b não parece ser um planeta tão quente — ele deve registrar uma temperatura de 120 °C.

O planeta impossível

O observatório Calar Alto, na Espanha, usado na descoberta do planeta.
 (Foto: Pedro Amado/Marco Azzaro—IAA/CSIC)

A pergunta que intriga os pesquisadores é: como um planeta tão grande pode orbitar uma estrela tão pequena? Os sistemas exosolares se desenvolvem a partir de discos de material que gira em torno de uma estrela, que cresce no centro. Quanto maior o disco, mais maciça a estrela e mais material fica disponível para a formação de grandes planetas. Mas em um pequeno sistema estelar, como o da estrela GJ 3512, não há material suficiente para esse processo se desenvolver. No momento em que um núcleo rochoso maciço pudesse se formar em um disco estelar como esse, não haveria mais gás para se acumular.

Essa estrela tem uma massa maior que seu planeta em órbita, mas o problema é que a diferença entre seus tamanhos é muito menor do que a diferença entre o Sol e Júpiter. A GJ 3512 tem uma massa que é, no máximo, 270 vezes maior que a massa do seu gigante gasoso, enquanto o Sol é cerca de 1.050 vezes mais massivo que Júpiter. A conclusão óbvia é que esse planeta não deveria existir — a menos que haja outras teorias sobre a formação de gigantes gasosos.

Já que agora sabemos que, sim, o planeta existe, deve-se assumir que há outra maneira de construir um gigante gasoso em sistemas estelares distantes. Os pesquisadores apontam para um modelo alternativo de formação de planetas chamado “instabilidade do disco”. Nesse modelo, o processo começa cedo, quando a estrela ainda é uma pequena fração da massa total do disco. Sob as condições certas, onde a temperatura está caindo rapidamente, grupos de gás no disco podem condensar rapidamente em grandes aglomerados. Isso poderia fazer com que a formação inicial do planeta começasse cedo o suficiente para pegar muito gás antes que ele acabasse.

A órbita elíptica deste planeta, no entanto, também implica que algo estranho aconteceu após a formação. Embora os pesquisadores possam detectar formalmente apenas um planeta por ali, há uma pista nos dados que sugerem a presença de um segundo mundo, mais distante da estrela, sobre o qual não há informação alguma por enquanto. Mesmo assim, eles acreditam que originalmente poderia haver um terceiro planeta entre esses dois. Se a dança gravitacional entre os corpos celestes desse sistema levasse o planeta do meio a ser lançado aro espaço interestelar, o primeiro planeta ficaria com uma órbita mais elíptica no processo.

Um dos coautores do estudo, Hubert Klahr, do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha, disse que "até agora, os únicos planetas cuja formação era compatível com as instabilidades do disco eram um punhado de planetas jovens, quentes e muito massivos, longe de suas estrelas-mães”. Agora, com a descoberta do GJ 3512b "temos um candidato extraordinário para um planeta que poderia ter surgido da instabilidade de um disco em torno de uma estrela com muito pouca massa. Essa descoberta nos leva a revisar nossos modelos", diz Klahr.

Fonte: ArsTechnica

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