Novas descobertas sobre exoplanetas desafiam as teorias de formação planetária.

Os planetas mais comuns em nossa galáxia não orbitam as estrelas mais comuns. Uma nova análise de pesquisadores da McMaster explora a lacuna criada por essa disparidade. 

Representações artísticas que contrastam super-Terras e sub-Netunos, os dois tipos mais comuns de planetas em nossa galáxia. (NASA Ames/JPL-Caltech) 

Os astrónomos estimam que exista pelo menos um planeta por cada estrela na nossa Galáxia. Denominados exoplanetas, orbitam estrelas para lá do nosso Sistema Solar. Mas uma nova investigação da Universidade McMaster revela uma reviravolta surpreendente: os planetas mais comuns na nossa Galáxia não existem em torno das estrelas mais comuns.

Em torno de estrelas como o nosso Sol, os planetas mais comuns são os sub-Neptunos - mundos que se pensa serem semelhantes a Neptuno, mas de tamanho menor - e as super-Terras, planetas rochosos que são até 10 vezes mais massivos do que a Terra. Há quase uma década que os astrónomos sabem que estes dois tipos de planetas estão amplamente espalhados em torno de estrelas semelhantes ao Sol por toda a Galáxia. Mas as estrelas semelhantes ao Sol constituem apenas uma minoria das estrelas da nossa Galáxia, deixando uma lacuna na nossa compreensão de como os planetas se formam.

Para preencher essa lacuna, os investigadores de McMaster examinaram planetas em órbita de anãs M de idade intermédia a avançada. Estas pequenas estrelas, com apenas 8 a 40 por cento do tamanho do nosso Sol, constituem a maioria das estrelas da Via Láctea. Devido à sua fraca luminosidade, têm sido historicamente difíceis de estudar.

O TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA mudou isso, proporcionando uma visão sem paralelo destas estrelas e dos seus sistemas planetários. Ao observar uma nova área do céu a cada 28 dias, o satélite estuda todo o céu ao longo de 26 meses.

Com base nos dados do TESS, a equipa de McMaster descobriu que as anãs M em idade intermédia a avançada albergam muitas super-Terras, mas praticamente nenhum sub-Neptuno, uma descoberta que desafia as teorias existentes acerca da formação planetária.

"Não nos limitámos a aperfeiçoar a imagem - alterámo-la. Em torno destas estrelas, os sub-Neptunos efetivamente desaparecem, o que significa que os mecanismos que moldam os planetas aqui são diferentes", afirma Erik Gillis, estudante de doutoramento no Departamento de Física e Astronomia.

Gillis realizou o trabalho sob a supervisão de Ryan Cloutier, professor assistente de Física e Astronomia.

Os astrónomos há muito que atribuem a distinção entre super-Terras e sub-Neptunos à fotoevaporação, um processo em que a intensa luz estelar despoja um planeta da sua atmosfera.

As anãs M em idade intermédia a avançada são extremamente ativas e deveriam ser capazes de evaporar atmosferas planetárias de forma eficaz, mas não ao ponto que estamos a observar aqui, explica Gillis. O facto de os sub-Neptunos existirem em números tão reduzidos em torno destas estrelas sugere que a formação planetária aqui pode favorecer mundos ricos em água, em vez de sub-Neptunos envoltos em gás.

"Se queremos compreender as origens dos planetas e as origens da vida, precisamos de uma visão completa de como os planetas se formam e de que são feitos. Esta investigação aproxima-nos desse objetivo", afirma Gillis. As descobertas, publicadas na revista The Astronomical Journal, surgem numa altura em que a ciência exoplanetária está a crescer rapidamente. Os primeiros exoplanetas foram descobertos há apenas 30 anos - um piscar de olhos em comparação com alguns outros campos da astronomia.

Desde então, os investigadores estudaram apenas uma pequena fração dos sistemas planetários, muitas vezes assumindo que os mesmos padrões se aplicam em todo o lado, porque os mesmos processos físicos moldam os planetas em toda a Galáxia.

"O nosso Sistema Solar era outrora o único exemplo que tínhamos. Agora, graças a missões como a TESS, podemos comparar milhares de sistemas e descobrir padrões que reescrevem as nossas suposições", afirma Cloutier.

"Já era surpreendente saber que os planetas mais comuns na nossa Galáxia não existem no nosso próprio Sistema Solar. Agora, com este trabalho recente, estamos a desenvolver uma imagem mais clara da origem destas super-Terras e sub-Neptunos".

Universidade McMaster