Novo mundo é descoberto em sistema de planetas “algodão doce”

Famoso por seus mundos de “algodão doce” (de densidade incrivelmente baixa), o sistema Kepler-51 acaba de ganhar mais um membro. O planeta recém-descoberto Kepler-51e Seu tamanho ainda não foi confirmado, embora sua massa já seja conhecida. A notícia adiciona uma camada extra de mistério a este sistema estelar que desafia a lógica da astronomia.

A estrela central, Kepler-51, é uma versão jovem do Sol. Com uma massa apenas 4% menor e cerca de dois terços mais brilhante, a sua idade estimada é apenas um sétimo da da nossa estrela. Essas semelhanças tornam as características dos planetas que o orbitam ainda mais intrigantes.

Resumindo:

• Um novo planeta foi detectado no sistema Kepler-51, conhecido pelos seus mundos de baixa densidade;
• Batizado de Kepler-51e, este planeta tem massa conhecida, mas tamanho e densidade ainda indeterminados;
• A descoberta foi possível depois que o telescópio James Webb identificou mudanças inesperadas na órbita do Kepler-51d, sugerindo a presença de outro planeta;
• Formados por hidrogênio e hélio, os planetas do sistema desafiam as explicações científicas porque mantêm suas atmosferas mesmo estando próximos da estrela;
• As principais teorias apontam para uma formação distante seguida de migração ou influência de anéis gigantes, mas o fenômeno ainda é pouco compreendido.

Por que esses planetas são chamados de “algodão doce”?

Os primeiros três planetas identificados – Kepler-51b, c e d – são comparáveis ​​em tamanho a Júpiter, mas com massas entre três e seis vezes a da Terra. Isto resulta em densidades extremamente baixas, semelhantes à textura do algodão doce. Apesar da sua leveza, estes planetas são significativamente influenciados pela gravidade dos seus vizinhos, o que ajudou a deduzir a existência do Kepler-51e.

A descoberta ocorreu quando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA e observatórios terrestres se concentraram no trânsito do planeta Kepler-51d. Para surpresa dos cientistas, o evento começou duas horas antes do previsto. Esta irregularidade levou à conclusão de que um quarto planeta influenciava o sistema – tal como Neptuno foi descoberto por perturbações na órbita de Urano.

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Kepler-51d é o mais peculiar do trio inicial. Com uma densidade de apenas 0,0381 g/cm³ – a mais baixa alguma vez medida num planeta – desafia as explicações convencionais. Sua órbita de 130 dias em torno de uma estrela menos luminosa que o Sol não deveria gerar calor suficiente para expandir seus gases, mas permanece extremamente inflada.

Dados recolhidos ao longo de 14 anos indicam que Kepler-51e tem uma massa inferior a dez vezes a da Terra, sugerindo semelhanças com os outros planetas do sistema. A sua órbita de 264 dias coloca-a a uma temperatura semelhante à da Terra, mas fora da zona habitável devido ao brilho da estrela.

Novo membro torna os corpos planetários do sistema ainda mais densos

A ausência de um trânsito visível impede os astrónomos de determinar se Kepler-51e é outro “algodão doce”, um gigante gasoso convencional ou uma super-Terra. A hipótese de um planeta mais massivo numa órbita mais longa também não está descartada, embora esta possibilidade seja menos provável.

A descoberta do Kepler-51e forçou uma recalibração nas massas dos três planetas vizinhos, tornando-os um pouco mais densos do que se imaginava anteriormente, mas ainda assim extremos. “Os planetas de algodão doce são raros e muitas vezes únicos nos seus sistemas”, disse Jessica Libby-Roberts, investigadora da Universidade Estatal da Pensilvânia, nos EUA, uma das autoras da investigação. “Ter três destes planetas num sistema já era um desafio, e agora temos que explicar um quarto.”

Para sustentar densidades tão baixas, estes planetas devem ser compostos maioritariamente por hidrogénio e hélio, com núcleos pequenos. Esse perfil deveria facilitar a perda de gases nas proximidades da estrela, mas isso não acontece.

As teorias atuais sugerem que estes planetas podem ter-se formado longe da estrela, migrando para dentro ao longo do tempo. Alternativamente, a presença de anéis gigantes pode estar influenciando as medições, mas não explica por que todos os planetas teriam anéis com a mesma orientação.

Um artigo descrevendo o estudo completo foi publicado esta semana na revista científica O Jornal Astronômico.