Astrônomos descobriram mistérios em exoplaneta “proibido”: um gigante gasoso com quase um quarto do tamanho de uma anã vermelha e atmosfera incomum.

Exoplaneta TOI 5205b bloqueia 7% da luz da estrela, contrariando teorias existentes sobre a formação de gigantes gasosos

Três anos atrás, astrônomos da Universidade Carnegie, ao estudarem uma anã vermelha, descobriram um gigante gasoso do tamanho de Júpiter. Em um sistema estelar comum, isso não chamaria tanta atenção, mas o exoplaneta TOI 5205b revelou-se quase um quarto do tamanho de sua estrela-mãe. Ao passar à frente dela, bloqueava 7% da luz estelar, o que o colocou entre os maiores trânsitos de exoplanetas já registrados. Essa descoberta contrariava os modelos vigentes de formação de planetas gasosos, pois se acreditava que uma anã vermelha com apenas 40% da massa do Sol não seria capaz de gerar um planeta assim. Os astrônomos o apelidaram de “proibido”.

Agora, os cientistas conseguiram observar a atmosfera de TOI 5205b com o telescópio James Webb, e os resultados revelaram ainda mais características incomuns nesse sistema.

A principal dúvida surgiu porque a atmosfera do planeta contém menos elementos pesados em relação ao hidrogênio do que os gigantes gasosos do Sistema Solar, como Júpiter e Saturno. Isso aponta para diferenças no processo de sua formação. Além disso, TOI 5205b apresenta metalicidade mais baixa - isto é, menor presença de elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio - do que a estrela ao seu redor.

“Esses resultados têm grande importância para a nossa compreensão do processo de formação de planetas gigantes, que ocorre nas fases iniciais da vida de uma estrela”, afirmou a autora principal do estudo, a astrônoma Anjali Piette, da Universidade Carnegie.

De acordo com a teoria atual, os planetas nascem em um disco de gás e poeira que circunda a estrela. Esse disco é o material remanescente depois que a estrela se forma a partir de uma nebulosa em colapso. Com o tempo, formam-se nesse disco protoplanetário bolsões que se condensam em planetas sólidos ou núcleos, a partir dos quais depois surgem os gigantes gasosos. No entanto, os modelos indicam que, para iniciar o rápido acúmulo de gás, o núcleo precisa ter cerca de dez massas da Terra. No caso dos parâmetros de uma anã vermelha como a estrela TOI 5205, não deveria haver material residual suficiente para formar um núcleo planetário desse porte.

Até o momento, os pesquisadores não encontraram uma explicação para essa inconsistência, mas a baixa metalicidade do planeta fornece novos dados para análise. “Isso sugere que os elementos pesados migraram para o interior durante a formação e que, agora, sua parte interna e sua atmosfera não se misturam. Esses resultados indicam uma atmosfera rica em carbono e pobre em oxigênio”, explicou o coautor do estudo, Shubham Kanodia, da Carnegie Science.

O estudo de TOI 5205b continua a desafiar as teorias existentes e abre novos caminhos para testar hipóteses sobre a formação de exoplanetas.