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Com uma massa próxima a de Netuno e um raio do tamanho do de Júpiter, o exoplaneta WASP-107b apresenta um desafio às teorias de formação planetária. Sua densidade é muito menor do que o que se julgava necessário para a formação de planetas gasosos gigantes, como Júpiter e Saturno.
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WASP-107b é um dos exoplanetas menos densos conhecidos: um tipo que os astrofísicos apelidaram de planetas “superpuff” ou “algodão doce”. Uma nova descoberta sugere que planetas gigantes gasosos se formam com muito mais facilidade do que se acreditava.
Descoberto em 2017 na constelação de Virgem (a cerca de 212 anos-luz), WASP-107b é tão grande quanto o maior planeta do nosso Sistema Solar, mas dez vezes mais leve de acordo com um novo estudo publicado na Astronomical Journal. O exoplaneta ainda está 16 vezes mais perto da sua estrela do que a Terra está do Sol, o que o torna “um dos alvos mais favoráveis para a caracterização atmosférica”, segundo o estudo.
“Tínhamos muitas dúvidas sobre o WASP-107b”, conta Caroline Piaulet, do Instituto de Pesquisa de Exoplanetas da Université de Montreal (iREx). “Como um planeta de tão baixa densidade poderia se formar? E como ele evitou que sua enorme camada de gás escapasse, especialmente dada a proximidade do planeta com sua estrela? Isso nos motivou a fazer uma análise aprofundada para determinar sua história de formação”.
Nascimento conturbado
A partir dos dados coletados pelo Observatório Keck, no Havaí, os cientistas determinaram que, com uma densidade tão baixa, o exoplaneta deve ter um núcleo sólido com no máximo quatro vezes a massa da Terra. Isso significa que mais de 85% de sua massa está incluída na espessa camada de gás que envolve esse núcleo.
Em comparação, Netuno, que tem uma massa semelhante ao WASP-107b, tem apenas 5% a 15% de sua massa total em sua camada de gás. “Para WASP-107b, o cenário mais plausível é que o planeta se formou longe da estrela, onde o gás no disco protoplanetário é frio o suficiente para que a acumulação de gás possa ocorrer muito rapidamente”, explica Piaulet. “Mais tarde, o planeta foi capaz de migrar para sua posição atual, seja por meio de interações com o disco ou com outros planetas no sistema.”
Planetas se formam no disco de poeira e gás que envolve uma jovem estrela – o chamado disco protoplanetário. Baseados em Júpiter e Saturno, pesquisadores criaram um modelo de formação de planetas gigantes gasosos no qual um núcleo sólido pelo menos 10 vezes mais massivo do que a Terra é necessário para acumular uma grande quantidade de gás antes que o disco se dissipe.
Sem esse núcleo massivo, gigantes gasosos não eram considerados capazes de cruzar o limiar crítico necessário para construir e reter seus grandes envoltórios de gás. Até WASP-107b ser descoberto.
Planeta irmão
As observações do sistema WASP-107 ainda guardaram uma nova surpresa. Como o período de observação foi maior do que o feito em estudos anteriores, a equipe de pesquisa fez uma descoberta adicional: a existência de um segundo planeta, WASP-107c, com uma massa de cerca de um terço do de Júpiter, consideravelmente mais denso do que o WASP-107b.
O novo exoplaneta também está muito mais distante da estrela central do sistema, e leva três anos para completar uma órbita – enquanto WASP-107b leva apenas 5,7 dias. Os cientistas ainda perceberam que a excentricidade deste segundo planeta é alta, o que significa que sua trajetória em torno de sua estrela é mais oval do que circular.
“O WASP-107c, em alguns aspectos, manteve a memória do que aconteceu em seu sistema”, conta Piaulet. “Sua grande excentricidade sugere um passado bastante caótico, com interações entre os planetas que podem ter levado a deslocamentos significativos, como o de WASP-107b”, completa.
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