Astrónomos descobriram mistérios numa exoplaneta “proibida”: um gigante gasoso com quase um quarto do tamanho de uma anã vermelha e uma atmosfera invulgar.

O exoplaneta TOI 5205b bloqueia 7% da luz da estrela e desafia as teorias de formação de gigantes gasosos

Há três anos, astrónomos da Universidade Carnegie, enquanto observavam uma anã vermelha, identificaram um gigante gasoso com tamanho semelhante ao de Júpiter. Num sistema estelar comum, isso não teria sido particularmente surpreendente, mas o exoplaneta TOI 5205b revelou-se quase um quarto do tamanho da sua estrela hospedeira. Ao passar em frente dela, bloqueava 7% da luz estelar, o que o tornou num dos maiores trânsitos exoplanetários já registados. A descoberta contrariava os modelos existentes de formação de planetas gasosos, porque se considerava que uma anã vermelha com apenas 40% da massa do Sol não seria capaz de originar um planeta deste tipo. Os astrónomos classificaram-no como «proibido».

Recentemente, os cientistas conseguiram analisar a atmosfera de TOI 5205b com o telescópio James Webb. Os resultados revelaram ainda mais características invulgares deste sistema.

A principal incógnita foi o facto de a atmosfera do planeta conter menos elementos pesados em relação ao hidrogénio do que os gigantes gasosos do Sistema Solar, como Júpiter e Saturno. Isto aponta para diferenças no seu processo de formação. Além disso, TOI 5205b apresenta uma metalicidade mais baixa - isto é, uma menor proporção de elementos mais pesados do que o hidrogénio e o hélio - do que a sua estrela hospedeira.

«Estes resultados são importantes 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 astrónoma Anjali Piette, da Universidade Carnegie.

De acordo com a teoria vigente, os planetas formam-se num disco de gás e poeira que envolve a estrela. Esse disco é material remanescente após a formação da estrela a partir de uma nebulosa em colapso. Com o tempo, nesse disco protoplanetário surgem aglomerados que se condensam em planetas rochosos ou em núcleos a partir dos quais, mais tarde, se desenvolvem os gigantes gasosos. No entanto, os modelos indicam que, para começar a acumular gás rapidamente, o núcleo precisa de ter uma massa de cerca de dez massas terrestres. No caso de uma anã vermelha com as características da estrela TOI 5205, o material residual deveria ser insuficiente para formar um núcleo planetário desse tamanho.

Até agora, os cientistas não encontraram uma explicação para esta discrepância, mas a baixa metalicidade do planeta fornece novos dados para análise. «Isto sugere que os elementos pesados migraram para o interior durante a formação e que, neste momento, o interior e a atmosfera não se misturam. Estes resultados apontam para uma atmosfera rica em carbono e pobre em oxigénio», explicou o coautor do estudo, Shubham Kanodia, da Carnegie Science.

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