Par incomum de planetas desafia teorias de formação estelar

Uma descoberta a 190 anos-luz da Terra está desafiando as bases do conhecimento astronômico sobre a formação de planetas. Um sistema estelar abriga um gigante gasoso do tipo “Júpiter quente” e um mini-Netuno, configurando um cenário que cientistas consideravam quase impossível.

O Júpiter quente, conhecido por sua solidão devido à intensa gravidade que dispersa objetos próximos, coexiste com um mini-Netuno em órbitas extremamente próximas de sua estrela hospedeira. Essa configuração foi identificada inicialmente em 2020 por Chelsea X. Huang, então pesquisadora no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), e desde então vem intrigando a comunidade científica.

Recentemente, uma equipe liderada pelo MIT recorreu ao Telescópio Espacial James Webb (JWST) para investigar a atmosfera do mini-Netuno, chamado TOI-1130b. Pela primeira vez, foi possível analisar a composição atmosférica de um planeta localizado dentro da órbita de um Júpiter quente, revelando indícios significativos sobre sua origem.

Os dados obtidos pelo JWST revelaram uma atmosfera densa, rica em moléculas pesadas como vapor d’água, dióxido de carbono, dióxido de enxofre e traços de metano. Tal composição sugere que o planeta não se formou próximo à sua estrela, onde gases mais leves geralmente predominam, mas sim em uma região mais fria e distante do sistema estelar.

De acordo com os pesquisadores, ambos os planetas provavelmente se originaram além da “linha de gelo” — a distância em que as temperaturas são baixas o suficiente para que a água congele em partículas de gelo. Nesse ambiente, materiais voláteis e gelados teriam se acumulado, permitindo a formação de atmosferas mais espessas e ricas em elementos pesados.

Com o passar do tempo, esses planetas migraram para o interior do sistema, aproximando-se da estrela enquanto mantinham suas atmosferas e uma configuração orbital singular. Esse fenômeno de migração planetária tem sido debatido há anos, mas a observação de TOI-1130b oferece evidências concretas de que mini-Netunos podem se formar além da linha de gelo e sobreviver a jornadas para regiões interiores.

O estudo, publicado na revista Astrophysical Journal Letters, contou com a colaboração de cientistas de instituições renomadas, como o Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, a Universidade de Lund e a Universidade do Texas em Austin. Para Saugata Barat, pesquisador do MIT e autor principal da pesquisa, a descoberta reforça a existência de canais de formação planetária até então apenas hipotéticos.

“Esta é a primeira vez que observamos a atmosfera de um planeta dentro da órbita de um Júpiter quente”, destaca Barat. “Essa medição confirma que o mini-Netuno se formou além da linha de gelo, validando teorias de migração que antes eram especulativas.”

As análises do JWST também mostraram que os dois planetas estão em ressonância de movimento médio, o que significa que suas gravidades afetam ligeiramente as órbitas um do outro. Essa característica torna suas trajetórias menos previsíveis e foi um desafio para os cientistas, que precisaram criar modelos precisos para determinar os momentos ideais de observação.

Judith Korth, da Universidade de Lund, liderou os esforços para calcular as passagens dos planetas frente à estrela, permitindo que o JWST capturasse dados detalhados em múltiplos comprimentos de onda. “Foi uma previsão desafiadora, e tivemos que ser extremamente precisos”, comentou Barat sobre o esforço.

Os resultados obtidos pelo telescópio enfatizam a importância da química atmosférica na compreensão da história de formação e migração dos planetas. Como explica Barat, o JWST permite observar diferentes cores ou comprimentos de onda, e as absorções específicas revelam muito sobre a composição de uma atmosfera.

Essa descoberta abre novas possibilidades para o estudo de sistemas planetários raros e complexos, como o de TOI-1130. Além disso, reforça o papel da tecnologia de ponta, como o JWST, em expandir as fronteiras do conhecimento humano sobre o cosmos. A publicação original está disponível no ScienceDaily.