Planetas gigantes seguem 'receita' parecida com a de Júpiter e indicam possível padrão na formação do Universo

Pela 1ª vez, planetas a 133 anos-luz têm composição identificada e se parecem com Júpiterú Um novo estudo liderado por pesquisadores da Universidade da Ca...

Pela 1ª vez, planetas a 133 anos-luz têm composição identificada e se parecem com Júpiterú Um novo estudo liderado por pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego revelou que o processo de nascimento de planetas gigantes pode seguir um padrão universal no universo. Ao analisar três planetas no sistema HR 8799, localizado a cerca de 133 anos-luz da Terra, cientistas descobriram que esses mundos distantes são quimicamente muito parecidos com Júpiter e Saturno, apresentando uma "receita" de elementos pesados quase idêntica à dos gigantes do nosso Sistema Solar. “É interessante ver que um sistema com condições bastante diferentes do nosso formou algo parecido, porque isso ajuda a entender as etapas da formação planetária. Mesmo em condições físico-químicas diferentes, o processo pode gerar planetas similares. Isso levanta a questão: é algo uniforme em diversos sistemas ou são casos especiais? Quais são os limites dessa ‘receita de bolo’ nos discos protoplanetários?”, afirma Pedro Bernardinelli, professor do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP. O que o estudo descobriu A pesquisa realizou um inventário químico detalhado de três planetas gasosos massivos (HR 8799 c, d e e). Pela primeira vez, com o uso do telescópio James Webb, em um sistema com vários planetas, foi possível detectar uma lista completa de moléculas, incluindo água (H2O), metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2). A grande novidade foi a detecção direta de sulfeto de hidrogênio (H2S), ou enxofre. Como o enxofre costuma permanecer em estado sólido durante a formação planetária, encontrá-lo em altas quantidades prova que esses planetas cresceram "engolindo" grandes quantidades de rochas e gelo (sólidos), e não apenas gás. Como se formam gigantes gasosos? A descoberta ajuda a resolver um debate sobre como esses monstros espaciais nascem. O alto nível de metais encontrado (até nove vezes o valor da estrela hospedeira) favorece a teoria da "acreação de núcleo": a ideia de que um núcleo sólido de rocha e gelo se forma primeiro e, depois de ficar bem grande, começa a atrair e "sugar" o gás ao seu redor. 🪐 Os dados indicam que esses planetas foram "comilões" eficientes, capturando cerca de 600 vezes a massa da Terra em metais (elementos pesados) do disco de poeira original. Um dos pontos destacados foi a detecção do sulfeto de hidrogênio (H2S), ou enxofre. Como o enxofre é um elemento que costuma permanecer em estado sólido (como rocha ou gelo) no espaço, encontrá-lo em abundância prova que esses planetas cresceram "engolindo" grandes quantidades de materiais sólidos durante sua formação. Comparação do planeta d do sistema HR 8799 com Júpiter. Wikimedia Commons De acordo com Pedro, o sulfeto de hidrogênio serve como referência para a proporção de enxofre na atmosfera desses exoplanetas e, como o enxofre se forma em grãos sólidos em discos protoplanetários jovens, essa composição indica que o sistema se formou por acréscimo de núcleo, e não por colapso gravitacional. Segundo ele, isso mostra os limites do processo e ajuda a incorporá-lo melhor aos modelos de formação. O que é o sistema HR 8799? O sistema HR 8799, descoberto em 2010, é considerado um ícone da astronomia moderna por ter sido o primeiro sistema multiplanetário a ter seus planetas detectados por imagem direta (fotografados como pontos de luz reais). Ele possui quatro planetas gigantes que orbitam uma estrela a uma distância entre 15 e 70 vezes maior que a da Terra ao Sol. O HR 8799 reúne condições observacionais particularmente favoráveis, com planetas de massas e órbitas bastante diferentes. Segundo o professor da USP, isso torna o sistema muito especial para estudos detalhados como esse, o que é fundamental para contextualizar outros sistemas e o próprio Sistema Solar. Esses mundos são verdadeiros "titãs", com massas que variam entre cinco e dez vezes a de Júpiter. Embora estejam muito longe de sua estrela, o estudo agora prova que sua composição guarda semelhanças impressionantes com os planetas do nosso Sistema Solar. O poder do Telescópio James Webb O Webb é o principal observatório da próxima década e serve a milhares de astrônomos em todo o mundo. Ele estuda todas as fases da história do Universo. Analisar esses planetas é um desafio extremo porque eles são entre três e 100 vezes mais fracos que o brilho da estrela que orbitam. O James Webb utilizou seu instrumento NIRSpec para realizar uma espécie de "biópsia" da luz infravermelha, separando o sinal fraco dos planetas do brilho intenso da estrela. 🔭Essa tecnologia permitiu, por exemplo, a detecção inédita de dióxido de carbono (CO2) em resolução moderada nesses planetas, um marco que serve como o melhor indicador de quão "rico" em metais é um planeta gigante. O que isso diz sobre a formação do cosmo A conclusão mais profunda é que a natureza parece usar mecanismos parecidos para criar gigantes gasosos, independentemente da massa do planeta ou da distância em que ele está da estrela. O alto nível de metais encontrado (até nove vezes o valor da estrela hospedeira) favorece a teoria da "acreação de núcleo": a ideia de que um núcleo sólido de rocha e gelo se forma primeiro e, depois de ficar bem grande, começa a atrair e "sugar" o gás ao seu redor. Entender essa "receita" nos aproxima de compreender como a arquitetura do universo é construída e se sistemas como o nosso são raros ou comuns na galáxia. *(Estagiária, sob supervisão de Ardilhes Moreira)