(Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC))
Os astrónomos descobriram um exoplaneta invulgarmente massivo e denso que desafia as ideias convencionais sobre como os planetas rochosos se formam.
Chamado GJ 523b, aquele exoplaneta é cerca de 2,5 vezes mais largo que a Terra, mas contém cerca de 23 vezes a massa do nosso planeta neste tamanho relativamente compacto. Mundos deste tamanho e densidade são por vezes chamados de “mega-Terras”, um termo informal para planetas invulgarmente massivos e predominantemente rochosos. A alta densidade do GJ 523b sugere que contém relativamente pouca atmosfera, embora seja suficientemente grande para que os astrónomos normalmente esperassem que tivesse acumulado um envelope significativo de gás, de acordo com um comunicado da Universidade de Wisconsin-Madison.
“Isso não é nada do que esperávamos”, disse Max Kroft, principal autor do estudo a declaração. “Esses planetas densos não são incomuns, mas geralmente são pequenos planetas rochosos semelhantes à Terra ou Mercúrio. Este planeta é duas vezes e meia maior que a Terra.”
GJ 523b foi originalmente identificado como candidato pela NASA Satélite de exploração de exoplanetas em trânsito (TESS), que procura quedas periódicas na luz estelar que ocorrem quando os planetas cruzam ou transitam pelas suas estrelas hospedeiras. Os investigadores realizaram então observações com o telescópio terrestre WIYN de 3,5 metros no Observatório Nacional Kitt Peak, no Arizona, e usaram um espectrógrafo para medir a atração gravitacional do planeta sobre a sua estrela.
Combinando estas observações, a equipa calculou que o GJ 523b tem uma massa cerca de 23,5 vezes a da Terra, um raio 2,55 vezes maior e uma densidade de cerca de 126,82 gramas por polegada cúbica. Ele circula em torno dele estrela a cada 17,75 dias. Segundo o estudo, o sistema planetário também é relativamente jovem, estimado em quase 170 milhões de anos.
Esta combinação de tamanho, massa e juventude representa um enigma para os modelos de formação planetária. Os planetas constroem primeiro núcleos de rocha e metal, que podem então sugar hidrogénio e hélio do disco de gás e poeira que rodeia uma estrela jovem. Em nosso próprio Sistema solarPensa-se que planetas gigantes como Júpiter e Saturno começaram a acumular rapidamente as suas enormes camadas de gás quando os seus núcleos em crescimento atingiram cerca de 20 vezes a massa da Terra.
GJ 523b já é cerca de 23 vezes massa da terrao que o leva além desse limite. Mas, em vez de evoluir para um mundo rico em gás, a sua densidade invulgarmente elevada sugere que contém relativamente pouco gás e permanece predominantemente rochoso – levantando a questão de saber por que tomou um caminho tão diferente.
“A questão é: por que este planeta não fez isso se tem 20 vezes o tamanho da Terra?” Kroft disse no comunicado.
Uma possibilidade é que o GJ 523b tenha se formado inicialmente com uma atmosfera densa que foi posteriormente removida. Outra razão é que foi criado por um colisão entre dois planetas, criando um mundo rochoso maior e, ao mesmo tempo, ejetando grande parte de seu envelope gasoso para o espaço, disse o comunicado.
Os astrônomos cunharam o termo “Mega Terra“por mais de uma década para descrever mundos rochosos excepcionalmente massivos, apesar de nunca representarem uma classe oficialmente estabelecida de exoplanetas. Procurar mais exemplos como GJ 523b poderia ajudar a determinar se esses mundos incomuns são raras exceções ou parte de uma população maior.
“É difícil tirar conclusões sobre a formação de planetas em geral a partir de uma amostra de um”, disse Kroft no comunicado. “Não chegaremos a 10 mil destes planetas excessivamente densos, mas se chegarmos a 20 ou 30, talvez algumas tendências possam começar a surgir.”
Os resultados foram apresentados ao Astronomical Journal atualmente disponível no servidor de pré-impressão arXiv e ainda não foram revisados por pares.
