Astrônomos encontraram mistérios em exoplaneta “proibido”: um gigante gasoso com quase 1/4 do tamanho de uma anã vermelha e atmosfera incomum.

Exoplaneta TOI 5205b bloqueia 7% da luz de sua estrela e desafia teorias existentes de formação de gigantes gasosos

Há três anos, astrônomos da Universidade Carnegie, enquanto observavam uma anã vermelha, encontraram um gigante gasoso do tamanho de Júpiter. Em um sistema estelar comum, isso não seria motivo de surpresa, mas o exoplaneta TOI 5205b revelou-se quase um quarto do tamanho de sua estrela hospedeira. Ao passar diante dela, ele bloqueou 7% da luz estelar, o que o colocou entre os maiores trânsitos de exoplanetas já registrados. A descoberta contrariou os modelos atuais de formação de planetas gasosos, já que se acreditava que uma anã vermelha com apenas 40% da massa do Sol não seria capaz de gerar um planeta assim. Os astrônomos o chamaram de “proibido”.

Recentemente, os cientistas conseguiram analisar a atmosfera de TOI 5205b com o telescópio “James Webb”. Os resultados mostraram ainda mais características incomuns nesse sistema.

A maior surpresa foi constatar que 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 sugere diferenças no seu processo de formação. Além disso, TOI 5205b apresenta menor metalicidade - isto é, um teor menor de elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio - do que a própria estrela hospedeira.

“Esses resultados são importantes para entendermos o processo de formação de planetas gigantes, que ocorre nos estágios iniciais da vida de uma estrela”, afirmou a autora principal do estudo, a astrônoma Anjali Piette, da Universidade Carnegie.

De acordo com a teoria vigente, os planetas se formam em um disco de gás e poeira que circunda a estrela. Esse disco é o material remanescente após a formação estelar a partir de uma nebulosa em colapso. Com o tempo, surgem nesse disco protoplanetário bolsões que se condensam em planetas rochosos ou em núcleos dos quais depois nascem 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 de uma anã vermelha com características parecidas com as da estrela TOI 5205, não deveria haver material residual suficiente para formar um núcleo planetário desse porte.

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

O estudo de TOI 5205b segue questionando teorias já estabelecidas e abre novos caminhos para testar hipóteses sobre a formação de exoplanetas.