Cientistas podem ter desvendado a intrigante história do sistema TRAPPIST-1, um grupo de sete exoplanetas localizados a cerca de 40 anos-luz da Terra. Esses mundos, considerados promissores na busca por vida fora do Sistema Solar, apresentam padrões orbitais incomuns que intrigam os astrônomos – e um novo estudo pode finalmente explicar a origem disso.

Quando planetas se formam ao redor de uma estrela jovem, seus períodos orbitais frequentemente entram em “ressonância”, uma sincronização que lembra a maneira como empurrar um balanço no momento certo aumenta a amplitude do movimento. Da mesma forma, ressonâncias orbitais entre planetas podem amplificar suas órbitas, tornando-as instáveis com o tempo, a menos que algum fator externo interfira. 

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Em muitos sistemas planetários, como o nosso, essas ressonâncias acabam se rompendo, mas TRAPPIST-1 é uma exceção, mantendo uma ressonância estável ao longo do tempo.

TRAPPIST-1
Representação artística dos sete planetas do sistema TRAPPIST-1. Crédito: NASA

Órbitas dos planetas do sistema TRAPPIST-1 são peculiares

Os sete planetas de TRAPPIST-1 orbitam sua estrela a uma distância muito próxima, todos dentro de um raio de 8 milhões de quilômetros, o que facilita a manutenção das ressonâncias. Os três planetas mais externos – f, g e h – seguem uma cadeia de ressonância 3:2, em que cada planeta externo orbita a estrela três vezes para cada duas órbitas do planeta interno.

Por outro lado, dos quatro planetas mais internos de TRAPPIST-1 (b, c, d e e), b e c, apresentam uma cadeia de ressonância 8:5, na qual o planeta b completa oito órbitas para cada cinco órbitas de c. Essa configuração intrigante levanta questões sobre como esses padrões se formaram.

Órbitas dos sete planetas ao redor da estrela TRAPPIST-1. Crédito: NASA

Um estudo recente, liderado por Gabriele Pichierri, cientista planetário do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), buscou entender o processo de formação do sistema TRAPPIST-1. Publicada na revista Nature Astronomy, a pesquisa sugere que os planetas internos se formaram primeiro, dentro de um disco protoplanetário de gás e poeira. 

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A evolução do sistema teria ocorrido em três fases. Na primeira, os quatro planetas internos formaram ressonâncias 3:2, em que cada planeta orbitava a estrela três vezes para cada duas órbitas do planeta seguinte. À medida que a estrela central, uma anã vermelha, começou a irradiar energia e dissipar o disco protoplanetário, a borda interna do disco recuou.

Na segunda fase, o planeta e foi puxado para fora, afastando-se dos planetas b, c e d, enquanto os mundos externos começavam a se formar. Esse movimento causou uma oscilação nas órbitas dos planetas internos, que eventualmente se estabilizaram nas ressonâncias 8:5 e 5:3.

Na fase final, os planetas externos se formaram e migraram para a borda interna do disco, empurrando o planeta e para trás e estabelecendo as ressonâncias finais. Esse processo resultou na configuração atual do sistema TRAPPIST-1, com seus padrões orbitais únicos e estáveis.

Segundo Pichierri, essa abordagem oferece novas perspectivas sobre a formação de sistemas planetários e destaca a complexidade e o valor de TRAPPIST-1 como um laboratório natural para testar teorias sobre a evolução planetária. “Ao olhar para TRAPPIST-1, fomos capazes de testar novas hipóteses interessantes para a evolução dos sistemas planetários. TRAPPIST-1 é muito interessante porque é muito intrincado: é uma longa cadeia planetária e é um ótimo exemplo para testar teorias alternativas sobre a formação de sistemas planetários”.