Pesquisadores identificaram uma jovem estrela com quatro planetas do tamanho de Júpiter e de Saturno em órbita, a primeira vez que tantos planetas enormes foram detectados em um sistema tão jovem.
O sistema também quebrou o recorde para o alcance mais extremo de órbitas já observado: o planeta mais exterior está mais de mil vezes mais distante da estrela do que o planeta mais interior, o que levanta questões sobre como o sistema pode ter se formado.
A estrela tem apenas 2 milhões de anos – um “bebê” em termos astronômicos – e está cercada por um enorme disco de poeira e gelo. Esse disco, conhecido como disco protoplanetário, é o local onde se formam os planetas, luas, asteroides e outros objetos astronômicos.
O sistema já era famoso porque contém o primeiro Júpiter quente – um planeta massivo que orbita muito perto da sua estrela –, descoberto em torno de uma estrela tão jovem.
Embora os Júpiteres quentes tenham sido o primeiro tipo de exoplaneta descoberto, sua existência há muito tempo intriga os astrônomos, isto porque muitas vezes se pensa estarem muito próximos das estrelas-mãe para se formarem “in situ” (isto é, no local onde se encontram).
Agora, uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade de Cambridge usou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para procurar “irmãos” planetários desse jovem Júpiter quente.
As imagens revelaram três lacunas distintas no disco que, segundo seus modelos teóricos, foram provavelmente provocadas por três gigantes gasosos adicionais também em órbita da estrela jovem. Os resultados foram publicados esta semana no Astrophysical Journal Letters.
A estrela, CI Tau, está localizada a cerca de 500 anos-luz de distância em um “berçário” estelar altamente produtivo da Via Láctea. Seus quatro planetas diferem muito no que respeita às órbitas: o mais próximo (o Júpiter quente) está no interior do equivalente à órbita de Mercúrio, enquanto o mais distante orbita a uma distância mais três vezes superior à de Netuno.
Os dois planetas mais exteriores têm aproximadamente a massa de Saturno, enquanto os dois planetas mais interiores têm, respectivamente, mais ou menos uma e 10 vezes a massa de Júpiter.
A descoberta levanta muitas questões para os astrônomos. Cerca de 1% das estrelas hospedam Júpiteres quentes, mas a maioria dos Júpiteres quentes são centenas de vezes mais velhos que CI Tau.
“Atualmente, é impossível dizer se a arquitetura planetária extrema vista em CI Tau é comum em sistemas com Júpiteres quentes porque a maneira como esses irmãos planetários foram detectados – através do seu efeito no disco protoplanetário – não funcionaria em sistemas mais antigos que já não têm um disco protoplanetário”, comenta a professora Cathie Clarke, do Instituto de Astronomia de Cambridge, a autora principal.
De acordo com os cientistas, também não está claro se os planetas irmãos desempenharam um papel na condução do planeta mais interior até sua órbita ultrapróxima, e se esse é um mecanismo que funciona na produção de Júpiteres quentes em geral. E outro mistério é saber como os outros dois planetas exteriores se formaram.
“Os modelos de formação planetária tendem a se concentrar em serem capazes de reproduzir os tipos de planetas que já foram observados, de modo que as novas descobertas podem não se encaixar necessariamente nos modelos”, comenta Clarke.
“Supõe-se que os planetas com a massa de Saturno se formam primeiro, através do acúmulo de um núcleo sólido e, em seguida, que puxam uma camada de gás no topo, mas esses processos devem ser muito lentos a grandes distâncias da estrela. A maioria dos modelos lutaria para fabricar planetas dessa massa a esta distância.”
A tarefa que os cientistas têm pela frente é o estudo desse sistema intrigante em múltiplos comprimentos de onda, a fim de obter mais pistas sobre as propriedades do disco e dos exoplanetas.
Enquanto isso, o ALMA – o primeiro telescópio com a capacidade de fotografar planetas em formação – provavelmente descobrirá novas surpresas em outros sistemas, remodelando a nossa imagem de como os sistemas planetários se formam.
