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Cientistas desvendam mistério de exoplaneta; resposta está no formato da órbita

Pesquisadores se perguntavam como um planeta tão frio podia ter um volume tão grande; descoberta foi alcançada com dados coletados pelo telescópio James Webb

21 mai 2024 - 21h10
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Um planeta fora do Sistema Solar a 210 anos-luz de distância intrigava cientistas por ser frio e ter três quartos do volume de Júpiter e menos do que um décimo de sua massa. Recentemente, dois estudos publicados na revista Nature solucionaram o mistério, a partir de dados coletados pelo telescópio James Webb. A órbita do planeta faz com que ele se aqueça e se expanda.

Os chamados "planetas inchados" são comuns no Universo, mas costumam ser quentes e massivos, à semelhança de Júpiter. Por isso, é mais simples explicar sua baixa densidade.

O WASP-107 b, no entanto, se parece mais com Netuno. É mais gelado do que outros de seu tipo. Com base no raio, massa e idade, os cientistas calculavam que o planeta tinha um pequeno núcleo rochoso cercado por uma grande massa de hidrogênio e hélio.

"Mas era difícil entender como um núcleo tão pequeno poderia atrair tanto gás e, em seguida, parar antes de crescer completamente até se tornar um planeta com a massa de Júpiter", explica o autor líder de um dos artigos publicados na Nature, Luis Welbanks, da Universidade do Estado do Arizona.

Se, em vez disso, o WASP-107 b tem mais massa no núcleo, a atmosfera deveria ter contraído à medida que o planeta esfriasse, o que o tornaria menor. E o WASP-107 b não recebe energia suficiente da estrela mais próxima para reesquentar os gases de sua atmosfera.

A capacidade do telescópio James Webb de não apenas detectar, como também medir a abundância de uma série de moléculas, fez a diferença para descobrir o que ocorre no WASP-107 b.

Os pesquisadores verificaram que havia pouco metano (CH4) na atmosfera. A presença da substância era um milésimo do que deveria haver para manter a temperatura estimada.

Isso evidencia que o metano das profundezas do planeta se mistura às camadas superiores, já que se torna instável sob altas temperaturas. Assim, os pesquisadores concluíram que o planeta é mais quente do que se pensava.

Sem receber calor suficiente de uma estrela, a energia extra do WASP-107 b provavelmente vem do aquecimento por maré, que ocorre quando o corpo celeste apresenta distorção física por mudanças na força gravitacional. O aquecimento resulta da fricção do material quando o planeta altera sua forma.

No caso, o WASP-107 b possui uma órbita um pouco elíptica. Com isso, haverá diferentes distâncias entre o planeta e a estrela, a força gravitacional também muda, esticando o planeta e o aquecendo.

Outro estudo publicado este mês descobriu um planeta inchado chamado WASP-193 b. O objeto celeste desperta curiosidade por ser o segundo mais leve do universo, mas ter um tamanho maior do que o de Júpiter. Esse é outro caso cujas particularidades têm desafiado os modelos atuais de formação dos planetas.

Uma nova forma de estimar tamanhos de núcleos

Além das descobertas sobre o WASP-107 b, a equipe percebeu que tinha em mãos uma nova forma de estimar o tamanho do núcleo de outros planetas.

"Se nós sabemos quanta energia tem o planeta e sabemos qual proporção do planeta são elementos pesados como carbono, nitrogênio, oxigênio e enxofre versus o quanto é hidrogênio e hélio, nós podemos calcular qual a massa que deve haver no núcleo", explicou Daniel Thorngren, autor de um dos estudos publicado na Nature.

Com as novas informações, eles descobriram que o tamanho do núcleo do WASP-107 b é ao menos o dobro maior do que o estimado antes. As descobertas mostram que o planeta não teve um surgimento muito diferente dos demais.

Leia os estudos completos sobre os mecanismos do metano na mistura da atmosfera e o novo tamanho do núcleo do planeta.

Estadão
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