Astrônomos confirmaram um mundo com menos de um milhão de anos como o planeta mais jovem conhecido, usando dados de arquivos financiados pela NASA. Chamado Elias 2-24 b, o planeta recém-nascido ainda gira em seu disco natal de poeira e gás.
“Nossos modelos de formação planetária já tinham dificuldade para explicar os detentores anteriores do recorde de planeta mais jovem conhecido — um empate quádruplo entre dois planetas orbitando a estrela PDS 70 e dois planetas orbitando a estrela WISPIT 2 — que têm todos mais de 5 milhões de anos”, disse Lucas Cieza, professor do Instituto de Estudios Astrofísicos, no Chile, e coautor de um artigo que detalha os resultados. “Elias 2-24 b nos mostra que até mesmo nossos melhores modelos de formação planetária ainda não contemplam alguns processos importantes.”publicado na quarta-feira no The Astrophysical Journal Letters, uma equipe liderada por Andrea Bernardi, doutorando na Universidad Diego Portales, no Chile, concentrou-se em observações de arquivo de sete estrelas observadas com o coronógrafo do W. M. Keck Observatory , no Havaí, que mantém uma parceria com a NASA por meio de um acordo de cooperação. Cada uma dessas estrelas abriga um disco de detritos repleto de poeira, gás e fragmentos de gelo e rocha, com estruturas e lacunas no disco sugerindo que planetas podem estar se formando ao redor delas.
Com o coronógrafo bloqueando a luz das estrelas hospedeiras, os astrônomos procuraram planetas mais fracos orbitando essas estrelas que poderiam estar incorporados aos discos empoeirados. Planetas encontrados fora do nosso sistema solar são chamados de exoplanetas.
“Os planetas deveriam ser encontrados dentro das lacunas, pois são eles que as escavam”, disse Bernardi. “E foi exatamente onde encontramos Elias 2-24 b.”
O planeta que orbita a estrela Elias 2-24 tem aproximadamente a mesma massa que Júpiter, e a estrela está a cerca de 450 anos-luz da Terra. Estudar esse sistema oferece uma espécie de máquina do tempo para que os cientistas explorem como nosso próprio sistema planetário pode ter sido bilhões de anos atrás.
Zona de construção
As estrelas nascem em nuvens turbulentas de gás e poeira, envoltas em uma névoa. Os planetas que orbitam as estrelas se formam a partir do material remanescente, que se aglomera e gradualmente esculpe um caminho ao redor da estrela. Mas é difícil estudar o estágio inicial de um exoplaneta por causa de toda a poeira que o encobre.
A maioria dos exoplanetas descobertos até agora foi encontrada por meio de trânsitos, que ocorrem quando um planeta passa diante de sua estrela e diminui temporariamente a quantidade de luz que recebemos.
É difícil detectar esses trânsitos quando os planetas ainda estão profundamente enterrados na poeira ou orbitando longe da estrela. Por isso, a esmagadora maioria dos 6.000 exoplanetas atualmente confirmados tem bilhões de anos e está muito próxima de suas estrelas. Os modelos atuais de formação planetária dependem de uma combinação de teorias e simulações complexas, além de observações de estrelas jovens com discos nos quais a presença de planetas ainda não pode ser detectada. Encontrar e estudar mais planetas recém-nascidos como Elias 2-24 b ajudará os astrônomos a aperfeiçoar esses modelos.
“A galáxia produz continuamente novas estrelas e planetas, portanto há muitos deles em todas as etapas da evolução”, disse Cieza. “Isso significa que, em teoria, podemos observar todo o processo, mas existe uma grande lacuna no que a maioria dos telescópios consegue detectar. No momento, estamos praticamente cegos para esses planetas recém-nascidos.”
Conectando os pontos
A confirmação usando dados do Keck resolve um mistério que intrigava os astrônomos havia uma década. Cerca de dez anos atrás, observações do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), no Chile, mostraram uma lacuna no disco empoeirado da estrela jovem. O Very Large Telescope do European Southern Observatory, no Chile, então detectou um ponto de luz fraco situado nessa lacuna. Os astrônomos debateram se ele poderia ser um planeta; de acordo com as teorias de formação planetária, essas lacunas aparecem cedo demais e longe demais de suas estrelas para que os planetas tenham se formado. Os modelos atuais preveem que são necessários cerca de 5 milhões de anos para formar um planeta do tamanho de Júpiter à distância de Júpiter do Sol (que é pouco mais de cinco vezes maior que a distância entre a Terra e o Sol), e ainda mais tempo em distâncias maiores. No entanto, o ponto luminoso que eles detectaram estava 55 vezes mais distante de sua estrela do que a Terra está do Sol e já se comportava como um planeta em formação. Por isso, a equipe de Bernardi consultou o Keck Observatory Archive, uma parceria financiada pela NASA entre o Keck Observatory e o NASA Exoplanet Science Institute, no Caltech/IPAC, em busca do mesmo pequeno ponto de luz, e o encontrou novamente em observações de 2018 e 2020. Eles combinaram as observações para analisar seu movimento ao longo do tempo e descobriram que ele se comportava mais como um planeta do que como um defeito de imagem ou uma estrela de fundo, confirmando enfim que se tratava de Elias 2-24 b. “Normalmente ouvimos falar de telescópios trabalhando separadamente, mas essa confirmação só foi possível usando vários telescópios em conjunto”, disse Bernardi. “Elias 2-24 b está no limite do que os telescópios atuais conseguem detectar, mas, com novos instrumentos como o Nancy Grace Roman Space Telescope, da NASA, essas detecções devem se tornar mais fáceis.” O Roman, que foi lançado em 30 de agosto, está equipado com um coronógrafo ainda mais potente e é capaz de detectar planetas muito mais difíceis de observar com outros telescópios. Usando a mesma técnica, o Roman poderia encontrar planetas em órbitas muito menores, incluindo verdadeiros análogos de Júpiter, que atualmente são impossíveis de observar devido ao brilho. Elias 2-24 b está cerca de 10 vezes mais distante de sua estrela hospedeira. “Este é apenas o começo de uma nova era de descobertas”, disse Cieza. “É incrível que, com a tecnologia moderna, sejamos realmente capazes de observar a formação planetária em ação, e o Roman levará a busca por planetas a um novo patamar.”
Para saber mais sobre a exploração de exoplanetas pela NASA, visite:
https://nasa.gov/exoplanets