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MADRID, 25 jun. (EUROPA PRESS) -
Uma colaboração internacional descobriu dois dos planetas gigantes de menor densidade já detectados: raros planetas “superesponjosos” com densidades inferiores à do algodão-doce. O estudo, liderado pela Universidade de Oxford (Reino Unido), em colaboração com a Université Côte d'Azur/Observatoire de la Côte d'Azur (França) e a Universidade de Birmingham (Reino Unido), foi publicado na revista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.
Os dois planetas, denominados TOI-791 b e TOI-791 c, orbitam uma estrela anã do tipo F7 localizada a cerca de 1.110 anos-luz da Terra, na constelação austral de Volans. Embora ambos os planetas tenham um tamanho semelhante ao de Júpiter, eles são extraordinariamente difusos: o TOI-791 b tem uma densidade de apenas 0,038 gramas por centímetro cúbico, enquanto o TOI-791 c tem uma densidade de 0,047 gramas por centímetro cúbico. Em comparação, a densidade média de Júpiter é de 1,33 gramas por centímetro cúbico, entre 28 e 35 vezes maior.
Sua densidade é ainda menor do que a do algodão-doce, que costuma ter uma densidade de cerca de 0,05 gramas por centímetro cúbico. Já a densidade da Terra é de 5,5 gramas por centímetro cúbico.
Acredita-se que esses planetas sejam “irmãos” e tenham se formado juntos a partir do mesmo disco de gás e poeira que circundava sua jovem estrela. Além disso, eles estão ligados por uma relação gravitacional singular conhecida como ressonância de movimento médio 5:3, o que significa que, para cada cinco órbitas que o planeta interno completa, o externo completa quase exatamente três. Essa interação gravitacional faz com que os planetas se atraiam mutuamente de forma recorrente, produzindo mudanças perceptíveis na sincronização de seus trânsitos pela estrela anfitriã.
São conhecidos apenas outros quatro sistemas que contêm múltiplos planetas superesponjosos. Isso torna o TOI-791 um laboratório excepcionalmente singular para estudar como esses planetas se formam e evoluem.
A autora principal, a Dra. George Dransfield (ela/sua) (Departamento de Física, Universidade de Oxford e apresentadora do programa “BBC Sky at Night”), afirma: “São conhecidos apenas alguns desses planetas superesponjosos, e é ainda mais raro encontrar dois no mesmo sistema. Suas densidades extremamente baixas os tornam alvos fascinantes para compreender como os sistemas planetários se formam e evoluem”.
O TOI-791 b e o TOI-791 c foram identificados como planetas candidatos em 2019 e 2023, respectivamente, por voluntários que participaram do projeto de ciência cidadã Planet Hunters TESS. Esse projeto busca possíveis novos mundos nos dados do Satélite de Mapeamento de Exoplanetas em Trânsito (TESS) da NASA. Posteriormente, os pesquisadores mediram as densidades dos planetas combinando observações de seus tamanhos e massas por meio de telescópios de todo o mundo.
Quando um planeta passa na frente de sua estrela anfitriã (um evento conhecido como trânsito), ele atenua levemente a luz da estrela. A magnitude desse enfraquecimento revela o tamanho do planeta. Nesse sistema, os pesquisadores também detectaram variações sutis na sincronização dos trânsitos, causadas pela atração gravitacional entre os dois planetas enquanto orbitam a estrela. Ao analisar essas mudanças na sincronização, a equipe conseguiu estimar as massas dos planetas e calcular suas densidades, que se revelaram extraordinariamente baixas.
A descoberta baseou-se em oito anos de observações, incluindo as realizadas pelo telescópio ASTEP (Busca Antártica de Exoplanetas em Trânsito) na Estação Concordia, na Antártida, operado em conjunto por pesquisadores da Universidade da Costa Azul/Observatório da Costa Azul e colaboradores internacionais. O inverno antártico ofereceu uma vantagem única: meses de escuridão contínua permitiram aos astrônomos capturar os trânsitos excepcionalmente longos dos planetas, cada um com mais de 11 horas de duração, em uma única observação ininterrupta. Esses são os trânsitos planetários contínuos mais longos já observados na íntegra a partir da Terra.
Os astrônomos ainda debatem como se formam os planetas superespumosos. Uma das principais teorias sugere que eles possuem enormes atmosferas ricas em hidrogênio e hélio, que constituem uma fração significativa de sua massa total. Essas gigantescas camadas gasosas podem ter se acumulado quando os planetas se formaram longe de sua estrela anfitriã, em regiões frias do disco protoplanetário, onde o gás pôde esfriar e se aglomerar rapidamente em torno de um núcleo sólido.
Os pesquisadores planejam realizar estudos complementares para compreender melhor como esses planetas se formaram e para descartar algumas das principais explicações sobre sua expansão maciça.
O professor Amaury Triaud (Universidade de Birmingham), pesquisador-chefe do projeto ASTEP no Reino Unido e coautor do estudo, afirma: “Este sistema oferece um laboratório único para compreender como os planetas superfofos se formam e evoluem. Propomos realizar observações espaciais com o telescópio espacial James Webb para avaliar se a atmosfera esponjosa contém espécies com carbono, nitrogênio e oxigênio, o que traria novos dados sobre a formação desses planetas incomuns”.
O professor Tristan Guillot (Université Côte d’Azur), pesquisador principal do ASTEP e coautor do estudo, acrescenta: “Esses sistemas multiplanetários são complexos, com interações gravitacionais entre os planetas que evoluem ao longo de períodos muito longos, de dezenas de anos ou mais. Essa descoberta ressalta a importância da colaboração internacional contínua na astronomia. A combinação de observações da Antártida, telescópios espaciais e observatórios de vários continentes foi essencial para revelar a verdadeira natureza desses planetas extraordinários”.
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