Novo Planeta “Bebê” Quebra Recorde Como o Mundo Mais Jovem Conhecido

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Crédito: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko

Concepção artística de Elias 2-24 b, o exoplaneta mais jovem detectado até o momento, ainda crescendo dentro do disco de gás e poeira que circunda sua jovem estrela hospedeira. Material do disco está sendo ativamente acrescido ao planeta com massa equivalente à de Júpiter, que se encontra dentro de uma lacuna proeminente no disco, dando suporte à principal teoria sobre a formação de planetas gigantes.

No dia 16/09, o portal da NASA noticiou que Astrônomos confirmaram um mundo com menos de um milhão de anos de idade como o planeta mais jovem conhecido, utilizando dados de arquivos financiados pela NASA. Chamado Elias 2-24 b, o planeta bebê ainda está girando em seu disco natal de poeira e gás.

“Os nossos modelos de formação planetária já tinham dificuldades para explicar os antigos detentores do recorde de planeta mais jovem conhecido — um empate entre quatro planetas, sendo dois orbitando a estrela PDS 70 e dois 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 estão deixando de considerar alguns processos importantes.”

Em um estudo publicado na quarta-feira no The Astrophysical Journal Letters, uma equipe liderada por Andrea Bernardi, doutorando da Universidad Diego Portales, no Chile, concentrou-se em observações arquivadas de sete estrelas que foram observadas usando o coronógrafo do W. M. Keck Observatory, no Havaí, que mantém 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 seu redor.

Com o coronógrafo bloqueando a luz das estrelas hospedeiras, os astrônomos procuraram planetas mais tênues orbitando essas estrelas que pudessem estar incorporados nos discos empoeirados. Planetas encontrados fora do nosso próprio 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 ali que 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 essas 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 devido a toda a poeira que os encobre.

A maioria dos exoplanetas que descobrimos até agora foi encontrada por meio de trânsitos, que ocorrem quando um planeta passa à frente de sua estrela e diminui temporariamente a quantidade de luz que recebemos.

Esses trânsitos são difíceis de detectar quando os planetas ainda estão profundamente enterrados na poeira ou orbitando longe da estrela. É por isso que uma 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, juntamente com observações de estrelas jovens com discos nos quais a presença de planetas ainda não pode ser detectada. Encontrar e estudar mais planetas bebês como Elias 2-24 b ajudará os astrônomos a aperfeiçoar esses modelos.

“A galáxia produz continuamente novas estrelas e planetas, portanto, existem muitos deles em todos os estágios de 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 bebês.”

Crédito: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko

Animação artística de Elias 2-24 b, o exoplaneta mais jovem detectado até o momento, ainda crescendo dentro do disco de gás e poeira que circunda sua jovem estrela hospedeira. Material do disco está sendo ativamente acrescido ao planeta com massa equivalente à de Júpiter, que se encontra dentro de uma lacuna proeminente no disco, dando suporte à principal teoria sobre a formação de planetas gigantes.

Conectando os Pontos

A confirmação utilizando dados do Keck resolve um mistério que intrigou os astrônomos durante uma década. Cerca de uma década atrás, observações do ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), no Chile, mostraram uma lacuna no disco empoeirado da jovem estrela. O Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, no Chile, então detectou um tênue ponto de luz situado nessa lacuna.

Os astrônomos debateram se aquilo 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 planetas já tivessem 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 em relação ao Sol (que é pouco mais de cinco vezes maior que a distância da Terra ao Sol), e ainda mais tempo para formar um planeta mais distante. No entanto, o ponto brilhante que eles observaram 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 pesquisou o Keck Observatory Archive, uma parceria financiada pela NASA entre o Keck Observatory e o NASA Exoplanet Science Institute do Caltech/IPAC, em busca novamente do mesmo pequeno ponto de luz, e o encontrou 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-o finalmente como Elias 2-24 b.

“Geralmente ouvimos falar de telescópios trabalhando separadamente, mas essa confirmação só foi possível graças ao uso conjunto de múltiplos telescópios”, 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 deverão se tornar mais fáceis.”

O Roman, lançado em 30 de agosto, está equipado com um coronógrafo ainda mais poderoso e é capaz de detectar planetas que são muito mais difíceis de observar por outros telescópios. Empregando 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 intenso. 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 de planetas acontecendo, e o Roman levará a busca por planetas a um novo nível.”

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