Planeta "estranho" mantém atmosfera apesar da implacável radiação da sua estrela

A recém-descoberta 'Fênix', apelidada por sua capacidade de sobreviver em condições extremas perto de uma estrela gigante vermelha, oferece novos insights sobre como os planetas evoluem 

Impressão artística de TIC365102760 b, apelidado de Fénix pela sua capacidade de sobreviver, de perto, à intensa radiação de uma estrela gigante vermelha. Crédito: Roberto Molar Candanosa/Universidade Johns Hopkins

Um exoplaneta raro que deveria ter sido desnudado pela intensa radiação de sua estrela hospedeira próxima de alguma forma cresceu uma atmosfera inchada – a mais recente de uma série de descobertas que forçam os cientistas a repensar teorias sobre como os planetas envelhecem e morrem em ambientes extremos.

Apelidado de "Fênix" por sua capacidade de sobreviver à energia radiante de sua estrela gigante vermelha, o planeta recém-descoberto ilustra a vasta diversidade dos sistemas solares e a complexidade da evolução planetária – especialmente no final da vida das estrelas.

Os resultados foram publicados hoje no The Astronomical Journal.

“Este planeta não está evoluindo da maneira que pensávamos. Parece ter uma atmosfera muito maior e menos densa do que esperávamos para esses sistemas", disse Sam Grunblatt, astrofísico da Universidade Johns Hopkins que liderou a pesquisa. "Como ele se manteve nessa atmosfera apesar de estar tão perto de uma estrela tão grande é a grande questão."

O novo planeta pertence a uma categoria de mundos raros chamados "Netunos quentes" porque compartilham muitas semelhanças com o gigante congelado mais externo do sistema solar, apesar de estar muito mais perto de suas estrelas hospedeiras e muito mais quente.

Oficialmente chamado TIC365102760 b, o mais recente planeta inchado é surpreendentemente menor, mais velho e mais quente do que os cientistas pensavam ser possível. Ele é 6,2 vezes maior que a Terra, completa uma órbita em torno de sua estrela-mãe a cada 4,2 dias e está cerca de 6 vezes mais perto de sua estrela do que Mercúrio está do Sol.

Por causa da idade de Phoenix e das temperaturas escaldantes, juntamente com sua densidade inesperadamente baixa, o processo de remoção de sua atmosfera deve ter ocorrido em um ritmo mais lento do que os cientistas pensavam ser possível, concluíram os cientistas. Eles também estimaram que o planeta é 60 vezes menos denso do que o "Netuno quente" mais denso descoberto até hoje, e que ele não sobreviverá mais de 100 milhões de anos antes de começar a morrer em espiral em sua estrela gigante.

"É o menor planeta que já encontramos ao redor de uma dessas gigantes vermelhas e, provavelmente, o planeta de menor massa orbitando uma estrela gigante [vermelha] que já vimos", disse Grunblatt. "É por isso que parece muito estranho. Não sabemos por que ainda tem uma atmosfera quando outros 'Netunos quentes' que são muito menores e muito mais densos parecem estar perdendo suas atmosferas em ambientes muito menos extremos."

Grunblatt e sua equipe conseguiram obter esses insights ao desenvolver um novo método para ajustar os dados do Transiting Exoplanet Survey Satellite, da NASA. O telescópio do satélite pode detectar planetas de baixa densidade à medida que eles diminuem o brilho de suas estrelas hospedeiras ao passar na frente deles.

Mas a equipe de Grunblatt filtrou a luz indesejada nas imagens e, em seguida, combinou-as com medições adicionais do Observatório W.M. Keck, no vulcão Maunakea, no Havaí, uma instalação que rastreia as pequenas oscilações de estrelas causadas por seus planetas em órbita.

As descobertas podem ajudar os cientistas a entender melhor como atmosferas como a da Terra podem evoluir, disse Grunblatt. Os cientistas preveem que em alguns bilhões de anos o Sol se expandirá em uma estrela gigante vermelha que inchará e engolirá a Terra e os outros planetas internos.

"Não entendemos muito bem a evolução em estágio avançado dos sistemas planetários", disse Grunblatt. "Isso está nos dizendo que talvez a atmosfera da Terra não evolua exatamente como pensávamos."

Os planetas inchados são frequentemente compostos de gases, gelo ou outros materiais mais leves que os tornam menos densos do que qualquer planeta do sistema solar. Eles são tão raros que os cientistas acreditam que apenas cerca de 1% das estrelas os têm.

Exoplanetas como Phoenix não são tão comumente descobertos porque seus tamanhos menores os tornam mais difíceis de detectar do que exoplanetas maiores e mais densos, disse Grunblatt. É por isso que sua equipe está procurando mais desses mundos menores. Eles já encontraram uma dúzia de potenciais candidatos com sua nova técnica.

"Ainda temos um longo caminho a percorrer para entender como as atmosferas planetárias evoluem ao longo do tempo", disse Grunblatt.

Universidade Johns Hopkins