O cosmos está confuso. Às vezes, isso quebra as regras.
Dois novos planetas, TOI-791 b e c, acabaram de destruir as expectativas sobre a aparência de um mundo gigante. Eles são super fofos. Não apenas fofo, mas incrivelmente leve. Menos denso que o algodão doce que você compraria em uma feira estadual.
Uma equipe internacional liderada pela Universidade de Oxford os localizou. As descobertas chegam em Avisos Mensais da Royal Astronomical Society. Este não é apenas mais um exoplaneta. É uma peça de quebra-cabeça que parece não se encaixar na imagem que construímos.
As densidades são absurdas
Aqui está a linha de base: Júpiter. É o rei dos gigantes gasosos. Densidade média? 1,33 gramas por cm cúbico. Sólido. Compactado. Pesado.
TOI-791 b? 0,038g/cm³.
TOI-791c? 0,047g/cm³.
Terra? 5,5g/cm³. Uma pedra.
Algodão doce? Cerca de 0,05 g/cm³.
Esses planetas são mais leves que o açúcar transformado em nuvens. Eles são do tamanho de Júpiter, mas contêm uma fração do material. Se Júpiter fosse uma bola de boliche, essas duas seriam bolas de praia cheias de hélio. Como isso aconteceu? A física sugere aglomerados de matéria. A gravidade puxa. Mas aqui, a moita mal consegue aguentar.
A estrela que eles orbitam? Um anão do tipo F7. 1.110 anos-luz de distância. Em Volans, uma constelação do sul que você provavelmente não verá no seu quintal.
Uma Rara Dança Gêmea
A maioria dos sistemas de um único planeta são enfadonhos. Ou assim pensamos.
TOI-791 tem dois. Ambos são super-puffs.
Apenas quatro outros sistemas conhecidos possuem mais de um. Esta raridade faz do TOI-791 uma mina de ouro. É um laboratório natural. Os planetas se formaram a partir do mesmo disco de poeira. Eles são irmãos. Mas eles não apenas se separaram. Eles estão travados em uma ressonância de movimento médio 5:3.
Deixe isso penetrar.
Para cada cinco órbitas que o planeta interno completa, o externo faz quase exatamente três. A gravidade deles atrai um ao outro. É um aperto de mão gravitacional, repetido durante milhões de anos. Essa atração altera o tempo de seus trânsitos. Eles cruzam o rosto da estrela não no ritmo, mas desafinados. Um pouco cedo. Um pouco atrasado.
Essa oscilação disse aos astrónomos quanto pesam estes planetas. Embora pareçam enormes, eles mal estão lá.
Cientistas Cidadãos e o Frio Antártico
Quem os encontrou?
Voluntários.
Através dos Caçadores de Planetas TESS. Estes não são PhDs olhando para o código. Eles são pessoas comuns escaneando dados do Transiting Exoplanet Satellite Survey (TESS) da NASA. Eles viram as quedas. As sombras. Em 2019 e novamente em 2023.
Então os profissionais entraram em cena. Telescópios em todo o mundo. Processamento de dados. Cálculo de massa. Confirmação de densidade.
Mas a chave? O gelo.
O telescópio ASTEP. Localizado na Estação Concordia, na Antártida.
Por que a Antártica? Porque durante o inverno o sol não nasce. Não por semanas. Ou meses. Escuridão contínua. Nenhuma luz do dia para estragar a vista. Você precisa disso. Para pegar um trânsito que dura 11 horas seguidas. Você precisa de um olhar atento para o céu.
Estes foram os trânsitos terrestres contínuos mais longos já registrados. Os planetas demoraram mais de meio dia para passar na frente de sua estrela. E graças ao inverno antártico, os astrônomos não piscaram.
Por que eles são tão inchados?
Ainda não sabemos.
Essa é a resposta honesta. Os cientistas estão adivinhando.
Hipótese um: Atmosferas massivas. Envelopes de hidrogênio e hélio tão grossos que inflam o planeta. O núcleo pode ser pequeno. O gás ocupa espaço. Ele se expande até… algo o impede? Gravidade? Pressão térmica?
Hipótese dois: Eles se formaram longe. Frio. Longe do calor da estrela. O gás esfriou rapidamente. Acumulado em torno de um núcleo. Criou uma casca externa leve. Então talvez tenha migrado para dentro? Ou talvez eles tenham ficado parados?
“Apenas alguns desses planetas superinchados são conhecidos, e é até raro encontrar dois no mesmo sistema.”
— Dr. George Dransfield, Universidade de Oxford
A baixa densidade é o mistério. Se a maior parte deles são gases, por que a gravidade não os esmaga? Por que o envelope é tão tênue?
O que vem a seguir?
O Telescópio Espacial James Webb.
É o próximo passo. O investigador principal da ASTEP no Reino Unido, Professor Amaury Triaud, quer analisar a química. Carbono. Azoto. Oxigênio.
Se você puder ler a impressão digital atmosférica, poderá rastrear a história. De onde vieram os materiais? Qual era a temperatura quando eles se formaram? Eles evaporaram? Eles permaneceram intactos?
O professor Tristan Guillot vê o panorama geral. Sistemas multiplanetários. Interações de longo prazo. Evolução ao longo de dezenas de anos. Isso requer trabalho em equipe. Antártica. Telescópios espaciais. Observatórios em outros continentes. Todos vinculados.
Sem essa colaboração, a verdade permanece escondida no escuro.
Estamos olhando para fantasmas. Fantasmas gigantes cheios de gás que não deveriam existir de acordo com nossos modelos. Eles desafiam a densidade. Eles desafiam a simplicidade. Eles são planetas super fofos.
E estamos apenas começando a entendê-los.
