Mundos de algodão-doce evoluem para mundos de açúcar cristalizado.

Usando dados coletados ao longo de uma década por telescópios ao redor do mundo e no espaço, incluindo o telescópio de 188 cm do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ) em Okayama, astrônomos conseguiram determinar a massa de quatro planetas jovens. 

Embora atualmente sejam grandes e fofos, como algodão-doce, à medida que amadurecerem, eles evoluirão para mundos rochosos menores e mais densos, como a Terra, ou para pequenos mundos gasosos semelhantes a Netunos.

Representação artística dos quatro planetas ao redor de uma estrela jovem observados nesta pesquisa. Os planetas, com aspecto inchado, podem estar perdendo suas atmosferas devido à intensa radiação da estrela. (Crédito: Centro de Astrobiologia

Uma das maiores surpresas recentes na astronomia é a descoberta de que a maioria das estrelas como o Sol abriga um planeta com tamanho entre o da Terra e o de Netuno, a uma distância da estrela menor que a órbita de Mercúrio ao redor do Sol. Essas "super-Terras" e "sub-Netunos" são os tipos mais comuns de planetas conhecidos na Galáxia. No entanto, sua formação era um mistério. Agora, uma equipe internacional de astrônomos encontrou uma peça fundamental que faltava nesse processo de formação. Ao medir a massa de quatro planetas recém-nascidos no sistema V1298 Tau, a equipe capturou um raro instantâneo do desenvolvimento de sistemas compactos com múltiplos planetas.

O estudo focou em V1298 Tau, uma estrela localizada a 352 anos-luz de distância, na direção da constelação de Touro. V1298 Tau tem apenas cerca de 20 milhões de anos, em comparação com os 4,5 bilhões de anos do nosso Sol. Ao redor dessa estrela jovem e ativa, quatro planetas gigantes, todos com tamanhos entre Netuno e Júpiter, foram observados em uma fase fugaz e turbulenta de rápida evolução. Esse sistema parece ser um precursor do tipo de sistema compacto com múltiplos planetas encontrado por toda a Galáxia.

A equipe utilizou dados coletados ao longo de uma década por um conjunto de telescópios terrestres e espaciais para medir com precisão o momento em que cada planeta passava em frente à estrela, um evento conhecido como trânsito. Ao cronometrar esses trânsitos, os astrônomos detectaram pequenas variações nas órbitas dos planetas.

Sua configuração orbital e a gravidade fazem com que eles se atraiam mutuamente, acelerando ou retardando ligeiramente o tempo do trânsito. Essas pequenas variações permitiram à equipe medir com precisão as massas dos planetas pela primeira vez. Os planetas, apesar de terem de 5 a 10 vezes o raio da Terra, apresentaram massas de apenas 5 a 15 vezes a do nosso planeta. Isso os torna incrivelmente pouco densos — mais parecidos com algodão-doce em tamanho planetário do que com cristais de açúcar como a Terra.

Essa protuberância ajuda a resolver um enigma antigo na formação de planetas. Um planeta que simplesmente se forma e esfria com o tempo seria muito mais compacto. A protuberância indica que esses planetas já passaram por uma transformação drástica, perdendo rapidamente grande parte de suas atmosferas originais e esfriando. Agora, prevê-se que os planetas continuem evoluindo, perdendo suas atmosferas e encolhendo significativamente, transformando-se nos tipos de super-Terras e sub-Netunos que são frequentemente observados.

O sistema V1298 Tau serve agora como um laboratório crucial para a compreensão das origens dos sistemas planetários mais abundantes da Via Láctea, proporcionando aos cientistas uma visão sem precedentes das vidas turbulentas e transformadoras de mundos jovens. A compreensão de sistemas como o V1298 Tau também pode ajudar a explicar por que o nosso próprio Sistema Solar não possui as super-Terras e os sub-Netunos que são tão abundantes em outras partes da Galáxia.

Nao.ac.jp