Planetas gigantes que flutuam livremente podem formar os seus próprios sistemas planetários

Uma nova investigação descobriu que os planetas gigantes que flutuam livremente têm o potencial de formar os seus próprios sistemas planetários em miniatura sem a necessidade de uma estrela.

Recorrendo a observações do Telescópio Espacial James Webb, os cientistas investigaram jovens objetos isolados com massas de 5-10 vezes a massa de Júpiter. Estes objetos são comparáveis a planetas gigantes no que toca às suas propriedades, mas, ao contrário dos planetas gigantes, não orbitam uma estrela; em vez disso, flutuam livremente no espaço.

Estes objetos errantes de massa planetária são difíceis de observar, pois são muito ténues e irradiam sobretudo no infravermelho. E, no entanto, possuem a chave para questões importantes da astrofísica. A investigação atual sugere que estes são os objetos de menor massa formados como estrelas a partir do colapso de nuvens de gás gigantes.

Ao contrário das estrelas, não acumulam massa suficiente para iniciar quaisquer reações de fusão nos seus núcleos. Em teoria, é também possível que alguns se formem de maneira comparável a planetas, em órbita de uma estrela, e mais tarde sejam expulsos dos seus berçários planetários.

Investigadores da Universidade de St. Andrews, Escócia, juntamente com coautores dos EUA, Itália, Irlanda, Inglaterra e Portugal, observaram 8 destes objetos, todos muito jovens, para saber mais sobre a sua infância. Utilizaram dois instrumentos a bordo do Telescópio Espacial James Webb, o maior telescópio espacial alguma vez construído, equipado com instrumentos infravermelhos extremamente sensíveis. Foram analisadas observações espetroscópicas detalhadas destes objetos, com uma cobertura espetral e sensibilidade sem precedentes, de agosto a outubro de 2024.

Este novo trabalho caracteriza estes objetos em profundidade e confirma que têm massas próximas da de Júpiter. Seis deles têm excesso de emissão infravermelha causada por poeira quente na sua vizinhança imediata. Este é o sinal característico de discos, estruturas achatadas que são os locais de nascimento dos planetas.

As observações mostram também a emissão de grãos de silicato nos discos, com sinais claros de crescimento de poeira e cristalização – os primeiros passos típicos na formação de planetas rochosos. A emissão de silicatos já foi detetada anteriormente em estrelas e anãs castanhas, mas esta é a primeira deteção em objetos de massa planetária. Este trabalho baseia-se num artigo publicado anteriormente pela Universidade de St. Andrews que mostra que os discos em torno de objetos de massa planetária que flutuam livremente podem durar vários milhões de anos, tempo suficiente para formar planetas.

O Dr. Aleks Scholz, investigador principal do projeto, afirmou: “Em conjunto, estes estudos mostram que objetos com massas comparáveis às dos planetas gigantes têm o potencial de formar os seus próprios sistemas planetários em miniatura. Esses sistemas poderiam ser como o Sistema Solar, apenas reduzidos por um fator de 100 ou mais em massa e tamanho. Resta saber se tais sistemas existem de facto”.

A autora principal, Dra. Belinda Damian, da Universidade de St Andrews, disse: “Estas descobertas mostram que os blocos de construção para a formação de planetas podem ser encontrados mesmo em torno de objetos que são pouco maiores do que Júpiter e que andam sozinhos à deriva no espaço. Isto significa que a formação de sistemas planetários não é exclusiva de estrelas, mas pode também funcionar em torno de mundos solitários sem estrelas”.

// Universidade de St. Andrews (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv)

Saiba mais:

Planetas fugitivos, interestelares, nómadas, flutuantes ou órfãos (sem estrela):
Wikipedia

JWST (Telescópio Espacial James Webb):
NASA
STScI
STScI (website para o público)
ESA
ESA/Webb
Wikipedia
Facebook
X/Twitter
Instagram
Blog do JWST (NASA)
NIRISS (NASA)
NIRCam (NASA)
MIRI (NASA)
NIRSpec (NASA)