Os dados da missão da NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) revelaram dois novos planetas “super-puff”, mundos gigantes tão leves que sua densidade é comparável à do algodão-doce. Os cientistas calculam que esses planetas do tamanho de Júpiter — chamados TOI-791 b e TOI-791 c — são os mundos mais “fofos” já encontrados.
Os planetas orbitam uma estrela semelhante ao Sol chamada TOI-791, que está aproximadamente a 1.113 anos-luz da Terra. A missão TESS detectou inicialmente os planetas ao observar quedas repetidas no brilho de TOI-791, um sinal característico de que um planeta está em trânsito, ou seja, passando na frente de uma estrela. Estudos posteriores revelaram dois planetas grandes com características incomuns.
O TOI-791 b tem quase o mesmo tamanho de Júpiter, mas contém apenas 3,0% da massa de Júpiter. O TOI-791 c é ainda maior que Júpiter, mas contém apenas 5,9% da massa de Júpiter.
“O principal motivo para esses planetas serem interessantes de estudar é que não esperávamos vê-los de forma alguma”, disse Jon Jenkins, líder de ciência do Science Processing Operations Center do Ames Research Center da NASA, na Califórnia, no Vale do Silício, que forneceu os dados prontos para a ciência da TESS analisados neste estudo. “Eles representam um quebra-cabeça para nós resolvermos sobre como planetas gigantes como Júpiter e os super-puffs se formam.”
Este gráfico mostra os dois planetas gigantes orbitando a estrela semelhante ao Sol TOI-791, em comparação com alguns planetas do nosso sistema solar. Esses planetas têm aproximadamente o tamanho de Júpiter, mas uma fração muito pequena de sua massa. A missão TESS da NASA detectou as sombras desses planetas enquanto eles passavam na frente da estrela. Não há imagem direta. Portanto, a aparência dos planetas TOI-79 nesta ilustração é uma interpretação artística.
NASA / Daniel Rutter
Os super-puffs recém-descobertos também têm órbitas incomumente longas: o TOI‑791 b leva 139 dias e o TOI‑791 c leva 232 dias para completar uma volta ao redor da estrela hospedeira. Planetas em órbitas tão longas são raros de encontrar, exigindo longas durações de observação com telescópio para capturar e confirmar suas características. A partir de sua posição em uma órbita alta da Terra, a TESS conseguiu reunir 1.122 dias de dados sobre esse sistema planetário ao longo de sete anos, fornecendo à equipe de pesquisa uma grande quantidade de informações sobre o sistema.
Análises adicionais mostraram que TOI-791 b e TOI-791 c estão presos em um padrão orbital que permite que eles se “puxem” gravitacionalmente. À medida que orbitam a estrela hospedeira, os planetas alternam o puxão um sobre o outro, afetando o momento dos seus transitos pela estrela hospedeira. Os cientistas usaram essa variação no tempo orbital para calcular as massas dos planetas, consolidando seu status como super-puffs de baixa densidade.
“Há apenas alguns poucos desses planetas super-puff conhecidos, e é ainda mais raro encontrar dois no mesmo sistema”, disse o autor principal George Dansfield, do Departamento de Física da Universidade de Oxford, em Oxford, Inglaterra. “As densidades extremamente baixas tornam esses planetas alvos fascinantes para entender como sistemas planetários se formam e evoluem.”
Com mais estudos, os super-puffs podem ter ainda mais a nos dizer sobre a evolução planetária.
“Acredita-se que a formação de planetas grandes impulsione a evolução de um sistema planetário, então estudar esses planetas do tamanho de Júpiter, mas com muito menos massa do que Júpiter, tem alto valor”, disse Steve Howell, cientista de pesquisa da NASA Ames que participou deste estudo.
Os cientistas esperam aprender mais sobre a composição química das atmosferas dos planetas, como a rotação afeta seu formato e como a inclinação da estrela hospedeira se compara às órbitas. Investigações mais profundas podem fornecer novas percepções sobre como TOI-791 b e TOI-791 c migraram pelo sistema planetário durante seu desenvolvimento, se suas órbitas foram moldadas por interações com outros planetas e como se formam os planetas super-puff de baixa densidade.
O estudo, publicado hoje na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, foi liderado pela Universidade de Oxford, em colaboração com a Université Côte d’Azur/Observatoire de la Côte d’Azur e a University of Birmingham.