Astrónomos descobriram novos mistérios sobre um exoplaneta “proibido”: um gigante gasoso com cerca de um quarto do tamanho de uma anã vermelha e uma atmosfera invulgar.

Exoplaneta TOI 5205b bloqueia 7% da luz da estrela e contradiz teorias sobre a formação de gigantes gasosos

Há três anos, astrónomos da Universidade Carnegie, ao observarem uma anã vermelha, encontraram um gigante gasoso com dimensão semelhante à de Júpiter. Numa configuração estelar comum, isso talvez não chamasse especial atenção, mas a exoplaneta TOI 5205b revelou-se quase um quarto do tamanho da sua estrela hospedeira. Ao passar em frente dela, chegou a bloquear 7% da luz estelar, tornando-se num dos maiores trânsitos de exoplanetas alguma vez registados. A descoberta ia contra os modelos já existentes para a formação de planetas gasosos, porque se acreditava que uma anã vermelha com apenas 40% da massa do Sol não conseguiria originar um planeta deste tipo. Os astrónomos classificaram-na como «proibida».

TOI 5205b: atmosfera, metalicidade e a exoplaneta «proibida»

Mais recentemente, os cientistas conseguiram analisar a atmosfera de TOI 5205b com o telescópio James Webb. Os dados trouxeram à luz ainda mais traços invulgares deste sistema.

A principal incógnita foi o facto de a atmosfera do planeta apresentar menos elementos pesados em relação ao hidrogénio do que gigantes gasosos do Sistema Solar, como Júpiter e Saturno. Isto sugere que o seu processo de formação terá sido diferente. Além disso, TOI 5205b mostra uma metalicidade mais baixa - isto é, uma menor proporção de elementos mais pesados do que o hidrogénio e o hélio - do que a da sua estrela hospedeira.

«Estes resultados têm uma importância decisiva para a nossa compreensão do processo de formação de planetas gigantes, que ocorre nas fases iniciais da vida de uma estrela», afirmou a autora principal do estudo, a astrónoma Anjali Piette, da Universidade Carnegie.

Segundo a teoria atualmente aceite, os planetas nascem num disco de gás e poeira que envolve a estrela. Esse disco corresponde ao material remanescente deixado após a formação estelar a partir de uma nebulosa em colapso. Com o passar do tempo, nesse disco protoplanetário formam-se aglomerados que se condensam em planetas sólidos ou em núcleos, a partir dos quais mais tarde surgem os gigantes gasosos. Ainda assim, os modelos indicam que, para começar uma rápida acumulação de gás, o núcleo tem de atingir cerca de dez massas terrestres. No caso de uma anã vermelha com as características da estrela TOI 5205, não deveria existir material remanescente suficiente para formar um núcleo planetário desse tamanho.

Os investigadores ainda não encontraram uma explicação para esta discrepância, mas a baixa metalicidade do planeta oferece novos dados para análise. «Isto sugere que os elementos pesados migraram para o interior durante a formação e que, neste momento, a parte interna e a atmosfera já não se misturam. Estes resultados apontam para uma atmosfera rica em carbono e pobre em oxigénio», explicou Shubham Kanodia, coautor do estudo, da Carnegie Science.

O estudo de TOI 5205b continua a pôr em causa as teorias existentes e abre novos caminhos para testar hipóteses sobre a formação de exoplanetas.