Uma estrela minúscula deu origem a um planeta colossal — e não sabemos como
Um mistério astronômico intrigante foi descoberto orbitando uma pequenina estrela anã vermelha, que tem apenas um quinto do tamanho do nosso Sol. Tradicionalmente, acreditava-se que estrelas tão pequenas não tinham capacidade para formar planetas gigantes. Contudo, a evidência é clara: um gigante gasoso, do tamanho de Saturno, está presente em sua órbita.
O exoplaneta TOI-6894b, como foi nomeado, possui 86% do raio de Júpiter. Sua estrela-mãe, TOI-6894, é a menor em torno da qual já se encontrou um mundo tão massivo, com apenas 23 % do raio e 21% da massa do Sol.
O inesperado gigante
Astrofísico da Universidade de Warwick no Reino Unido, Edward Bryant, liderou a pesquisa internacional e expressou sua empolgação com a descoberta. Ele confessou que não esperava encontrar planetas como o TOI-6894b orbitando estrelas de tão baixa massa. Essa descoberta, segundo ele, sera fundamental para entender os extremos da formação de planetas gigantes.
Planetas se formam a partir do material que sobra do processo de formação da estrela hospedeira. Quando uma estrela se forma, é a partir de uma nuvem densa de gás e poeira que colapsa sob a gravidade. O material dessa nuvem alimenta o crescimento da estrela em um disco giratório até que a estrela se torne suficientemente grande para empurrar o material restante para longe com seus ventos estelares.
O que resta é o que forma os planetas, com a poeira se aglomerando para eventualmente criar mundos que orbitam a estrela . A quantidade de material no disco é proporcional à massa da estrela, o que implica que estrelas anãs vermelhas minúsculas não deveriam ter material suficiente para formar planetas gigantes. Contudo sistemas estranhos e “impossíveis” como este surgem ocasionalmente, sugerindo que talvez não seja tão raro assim gigantes formarem-se ao redor de estrelas diminutas.
Explorando o mistério com o TESS
Sem uma compreensão clara de quão comum é este fenômeno, Bryant e sua equipe decidiram vasculhar dados do TESS em busca de pistas. Ele inicialmente examinou mais de 91 mil estrelas anãs vermelhas de baixa massa em busca de planetas gigantes. Utilizando um dos maiores telescópios do mundo, o VLT do ESO, descobriram TOI-6894b, um planeta gigante em trânsito pela menor estrela conhecida a hospedar tal planeta.
Os exoplanetas são geralmente descobertos através do método de trânsito. Quando um exoplaneta passa entre nós, os observadores, e sua estrela, a luz dessa estrela diminui ligeiramente. Astrônomos podem identificar a presença de um exoplaneta ao procurar por quedas periódicas na luz da estrela. Normalmente, este é um sinal pequeno que requer bastante análise para ser detectado.
Quando os pesquisadores examinaram TOI-6894, observaram sua luz diminuindo em notáveis 17%. Segundo as observações das transições, isso indicaria que o diâmetro da estrela é cerca de 320 mil quilometros, enquanto o exoplaneta tem aproximadamente 120 mil quilômetros de diâmetro.
Um gigante gasoso intrigante
Observações adicionais revelaram a massa de TOI-6894b, determinando que ela é apenas 17% da massa de Júpiter, sugerindo uma atmosfera leve e esponjosa. Isto é empolgante por várias razões, especialmente porque o exoplaneta é um candidato ideal para estudos atmosféricos.
Durante seus trânsitos, parte da luz da estrela passa pela atmosfera difusa, podendo ser alterada pelos átomos e moléculas presentes, permitindo aos cientistas ver literalmente do que TOI-6894b é feito. Uma equipe de astrônomos já solicitou tempo com o Telescópio Espacial James Webb para realizar esses estudos atmosféricos.
Devido à baixa temperatura do exoplaneta (em termos de temperatura e também porque é muito “legal” ), eles esperam encontrar bastante metano. Andrés Jordán, astrofísico do Instituto Milênio de Astrofísica no Chile, afirmou que este sistema oferece um novo desafio para os modelos de formação planetária e é um alvo muito interessante para observações de acompanhamento para caracterizar sua atmosfera.
Desvendando a formação de gigantes gasosos
Esses estudos talvez também elucidem como TOI-6894b se formou. Existem dois cenários preferidos pelos astrônomos para gigantes gasosos: a acumulação gradual de material de baixo para cima ou o colapso direto de uma instabilidade no disco protoplanetário.
Com base nas observações da equipe, nenhum dos cenários parece funcionar completamente. Mais detalhes sobre a composição de TOI-6894b podem ajudar a desvendar qual é o caminho mais provável para a formação de gigantes orbitando estrelas pequenas.
Vincent Van Eylen, astrofísico do University College London, considera essa descoberta intrigante. Ele destaca que ainda não compreendemos como uma estrela com tão pouca massa pode formar um planeta tão massivo.
A busca por mais exoplanetas visa encontrar sistemas planetários diferentes do nosso Sistema Solar, permitindo testar modelos e entender melhor como nosso próprio Sistema Solar se formou. A descoberta foi publicada na revista Nature Astronomy.
