Exoplanetas Gigantes Têm Órbitas Elípticas. Planetas Menores Seguem Órbitas Circulares

Estamos tão familiarizados com nosso sistema solar que frequentemente presumimos que é assim que os sistemas estelares são geralmente construídos. Quatro pequenos planetas próximos à estrela, quatro grandes planetas gasosos mais distantes, e todos com órbitas aproximadamente circulares.

Como planetas grandes e pequenos se formam de forma diferente. Crédito: Greg Gilbert/NASA 

Mas, à medida que encontramos cada vez mais exoplanetas, passamos a entender o quão incomum o sistema solar é. Planetas grandes frequentemente orbitam perto de sua estrela, planetas pequenos são muito mais comuns do que os maiores e, como mostra um novo estudo, as órbitas nem sempre são circulares. 

Publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , o estudo analisa a correlação entre o tamanho de um exoplaneta e o formato de sua órbita. Isso não é algo fácil de fazer. A maioria dos exoplanetas é descoberta usando o método de trânsito, onde um planeta passa na frente de sua estrela a cada órbita. Não vemos o planeta em si, mas sim o escurecimento da estrela conforme o planeta bloqueia parte da luz. O tempo entre trânsitos fornece o período da órbita de um exoplaneta, mas não diz nada sobre o formato de sua órbita.

Para determinar isso, você precisa observar como a estrela escurece a cada trânsito, o que é conhecido como curva de luz . O formato da curva de luz informa todos os tipos de coisas, como se o planeta passa na frente do centro da estrela ou para um lado, e quão rápido ele está se movendo ao passar. Para determinar se um exoplaneta tem uma órbita circular ou elíptica, os astrônomos precisam modelar cuidadosamente a curva de luz, comparando-a com simulações orbitais. Para este estudo, a equipe observou os trânsitos de mais de 1.600 exoplanetas para determinar os formatos orbitais e, em seguida, correlacionar as órbitas ao tamanho de cada exoplaneta.

A excentricidade muda com o tamanho do planeta. Crédito: Greg Gilbert

Eles descobriram que, enquanto pequenos exoplanetas quase sempre têm órbitas circulares, planetas maiores do que Netuno geralmente têm órbitas elípticas. Isso é verdade independentemente de o planeta grande orbitar perto da estrela ou mais distante, e sugere que planetas grandes e pequenos se formam de maneiras diferentes. 

Todos os planetas se formam acumulando gás e poeira do disco de material ao redor de uma estrela jovem, mas planetas grandes precisam de um ambiente rico em metais para ganhar massa rapidamente, e eles devem capturar hidrogênio e hélio para crescer até um tamanho maior. Esse crescimento mais rápido provavelmente leva a taxas de formação mais caóticas e órbitas mais elípticas.

Este estudo também tem implicações para a evolução de sistemas estelares. Planetas com órbitas elípticas são mais propensos a interromper as órbitas de seus vizinhos, o que pode levar a períodos de bombardeio e colisões entre planetas terrestres, semelhantes à colisão que produziu o sistema Terra-Lua. O período inicial de um sistema estelar é provavelmente mais turbulento do que suspeitávamos inicialmente.

Universetoday.com