Representação editorial conceitual de sistema exoplanetário estudado por pesquisadores; imagem não é registro direto dos planetas.
(Imagem: gerado por IA)
Dois exoplanetas gigantes identificados no sistema TOI-791 estão chamando atenção dos astrônomos por uma combinação rara: têm dimensões próximas às de Júpiter, mas massas tão baixas que suas densidades ficam próximas à do algodão-doce. O estudo foi publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society por uma equipe internacional com participação de pesquisadores da Universidade de Oxford e de outras instituições.
Os planetas, chamados TOI-791 b e TOI-791 c, orbitam uma estrela do tipo F7 localizada a aproximadamente 1.110 anos-luz da Terra, na constelação de Volans. Eles pertencem à categoria informal dos chamados “super-puffs”, mundos grandes, com atmosferas extensas e densidade extremamente baixa.
Densidade é muito menor que a de Júpiter
TOI-791 b tem densidade estimada em cerca de 0,038 grama por centímetro cúbico. TOI-791 c chega a aproximadamente 0,047 grama por centímetro cúbico. Para comparação, Júpiter tem densidade de cerca de 1,33 grama por centímetro cúbico.
Essa diferença significa que os planetas ocupam volumes enormes para a quantidade de massa que possuem. Não significa que seriam literalmente macios ou sólidos como algodão-doce; a comparação serve apenas para transmitir a baixa densidade média.
Dois mundos raros no mesmo sistema
Planetas superinchados já eram conhecidos, mas encontrar dois no mesmo sistema é incomum. Segundo os pesquisadores, apenas poucos sistemas conhecidos reúnem múltiplos planetas desse tipo.
Isso transforma TOI-791 em um laboratório natural para testar modelos de formação e evolução planetária. Teorias atuais tentam explicar se esses gigantes se formaram próximos da estrela ou mais longe, em regiões frias do disco protoplanetário, migrando posteriormente para as órbitas observadas.
Órbitas podem estar próximas de uma ressonância
Os dois planetas parecem estar próximos de uma ressonância orbital de 5:3. Em termos simples, isso significa que, enquanto o planeta interno completa cerca de cinco órbitas, o externo faz aproximadamente três.
Essa relação gravitacional provoca pequenas variações no horário em que os planetas passam diante da estrela. Essas chamadas variações no tempo de trânsito ajudam os astrônomos a estimar as massas, mesmo quando os planetas não podem ser vistos diretamente.
Descoberta começou com o TESS
Os sinais iniciais vieram do satélite TESS, da NASA, que monitora o brilho de milhares de estrelas em busca de quedas periódicas causadas por planetas que passam à frente delas. Voluntários do projeto Planet Hunters TESS também contribuíram para identificar candidatos no sistema.
Depois, a equipe combinou observações terrestres para confirmar os trânsitos. Um instrumento particularmente importante foi o ASTEP, instalado na Estação Concordia, na Antártida.
Antártida ajudou a acompanhar trânsitos muito longos
Os trânsitos de TOI-791 b e c duram mais de 11 horas. Em observatórios convencionais, o nascer do Sol costuma interromper uma observação tão longa. Durante o inverno antártico, porém, a escuridão prolongada permitiu acompanhar eventos completos.
Segundo o estudo, estão entre os trânsitos planetários mais longos observados integralmente a partir de um telescópio terrestre.
Por que os planetas são tão inchados?
A resposta ainda não está definida. Uma possibilidade é que tenham núcleos relativamente pequenos envoltos por atmosferas enormes, dominadas por hidrogênio e hélio. Outra hipótese é que sua história de formação e migração tenha favorecido a manutenção de envelopes gasosos muito extensos.
Os autores tratam essas explicações como hipóteses a serem testadas, não como conclusões definitivas. A composição detalhada das atmosferas ainda precisa ser medida.
James Webb pode ajudar a esclarecer o mistério
Observações futuras com telescópios de alta sensibilidade, incluindo o James Webb, podem investigar moléculas presentes nas atmosferas e ajudar a reconstruir onde esses planetas se formaram e como evoluíram.
A composição química, especialmente a presença relativa de compostos com carbono, oxigênio e nitrogênio, pode oferecer pistas sobre a região do disco protoplanetário onde acumularam gás.
O sistema TOI-791 mostra por que a diversidade de exoplanetas continua desafiando modelos baseados apenas no Sistema Solar: mundos com tamanho semelhante ao de Júpiter podem ter estruturas internas e histórias de formação radicalmente diferentes.
