Cheops descobre um sistema planetário único de “dentro para fora”

Os oito planetas conhecidos podem ser classificados em dois tipos diferentes: rochosos e gasosos. Os planetas interiores que estão mais próximos do Sol – Mercúrio a Marte – são rochosos e os planetas exteriores – Júpiter a Neptuno – são gasosos.

Este padrão geral, em que os sistemas planetários se formam com planetas rochosos mais próximos da sua estrela, seguidos de planetas gasosos como corpos exteriores, tem sido habitualmente observado em todo o Universo. É o que as nossas atuais teorias de formação planetária preveem e o que as observações confirmaram amplamente ser verdade.

Isto foi assim até os cientistas olharem mais atentamente para o sistema planetário em torno de uma estrela chamada LHS 1903 com o satélite CHaracterising ExOPlanet Satellite (Cheops) da ESA. O que acabaram de descobrir pode virar de pernas para o ar a nossa compreensão de como os planetas se formam.

Os quatro planetas de LHS 1903

LHS 1903 é uma pequena estrela anã M vermelha, mais fria e menos brilhante do que o nosso Sol. Thomas Wilson, da Universidade de Warwick, no Reino Unido, e a sua equipa internacional combinaram os esforços de vários telescópios no espaço e na Terra para classificar três planetas que tinham detetado em órbita de LHS 1903. Conseguiram concluir que o planeta mais interior parecia ser rochoso e os dois que se lhe seguiam eram gasosos.

Até aqui, tudo normal. Foi só quando Thomas e os seus colegas estavam a analisar as observações feitas pelo Cheops da ESA que descobriram algo estranho: os dados mostravam um pequeno quarto planeta, mais afastado de LHS 1903. E após uma inspeção mais minuciosa, os cientistas ficaram surpreendidos ao descobrir que este planeta parece ser rochoso!

“Isto faz deste um sistema de dentro para fora, com uma ordem de planetas rochoso-gasoso-gasoso-e depois rochoso novamente. Os planetas rochosos não se formam normalmente tão longe da sua estrela natal”, diz Thomas.

As teorias atuais de formação planetária preveem que os planetas interiores de um sistema sejam pequenos e rochosos, porque perto da estrela a radiação é tão poderosa que varre a maior parte do gás à volta do núcleo rochoso dos planetas. Mais longe da estrela, na secção exterior de um sistema planetário, as condições são suficientemente frias para que uma atmosfera espessa se forme num planeta gasoso.

Maximilian Günther, cientista do projeto Cheops da ESA, está entusiasmado: “Muito do modo como os planetas se formam e evoluem é ainda um mistério. Encontrar pistas como esta para resolver este puzzle é precisamente o objetivo do Cheops”.

Nascido para ser estranho?

Os cientistas não são rápidos a dizer que uma teoria estabelecida precisa de ser reconsiderada, com base numa única observação contraditória. Assim, Thomas e os seus colegas começaram a explorar várias explicações para o facto de este estranho planeta rochoso quebrar o padrão familiar.

Terá o planeta, por exemplo, sido atingido em algum momento do seu passado por um asteroide gigante, um cometa ou outro objeto de grandes dimensões, que lhe destruiu a atmosfera? Ou será que os planetas à volta de LHS 1903 trocaram de lugar em algum momento da sua evolução? Depois de testar estes cenários através de simulações e cálculos dos tempos orbitais dos planetas, a equipa de cientistas foi capaz de os descartar.

Em vez disso, a sua investigação levou-os a uma explicação mais intrigante: os planetas podem ter-se formado um a seguir ao outro, em vez de ao mesmo tempo. De acordo com o nosso conhecimento atual, os planetas formam-se a partir de discos de gás e poeira (discos protoplanetários), aglomerando-se em embriões planetários aproximadamente ao mesmo tempo. Estes aglomerados evoluem depois para planetas de diferentes tamanhos e composições ao longo de milhões de anos.

Em contraste, aqui Thomas e a sua equipa descobriram um sistema planetário em que a estrela pode ter dado à luz os seus quatro planetas um após o outro, em vez de gerar quádruplos de uma só vez. Esta ideia – conhecida como formação de planetas de dentro para fora – foi proposta pelos cientistas como teoria há cerca de uma década, mas até agora nunca as evidências tinham sido tão fortes.

Um florescimento tardio que desafia as expetativas

Esta conclusão vem com um senão adicional: tal como os nossos irmãos mais novos estão a crescer num mundo diferente do da nossa infância, este pequeno planeta rochoso parece ter sido formado e ter evoluído num ambiente muito diferente do dos seus irmãos mais velhos.

“Aquando da formação deste planeta exterior, o sistema podia já ter ficado sem gás, que é considerado vital para a formação planetária. No entanto, aqui está um pequeno mundo rochoso, desafiando as expetativas. Parece que encontrámos a primeira evidência de um planeta que se formou naquilo a que chamamos um ambiente pobre em gás”, diz Thomas.

O pequeno mundo rochoso ou é uma exceção estranha, ou a primeira evidência de uma tendência que ainda não conhecíamos. De qualquer forma, a sua descoberta pede uma explicação que está para além das nossas teorias mais comuns de formação de planetas.

O nosso Sistema Solar como um sistema de tamanho único

“Historicamente, as nossas teorias de formação planetária baseiam-se no que vemos e sabemos sobre o nosso Sistema Solar”, salienta Isabel Rebollido, que é atualmente investigadora na ESA. “Como estamos a ver cada vez mais sistemas exoplanetários diferentes, estamos a começar a rever estas teorias”.

À medida que os nossos instrumentos melhoram, continuamos a descobrir cada vez mais sistemas planetários “estranhos” na vastidão do espaço. Estes sistemas obrigam-nos a questionar a nossa compreensão e fazem-nos reconsiderar as teorias estabelecidas sobre a formação de planetas. Em última análise, estas descobertas estão a ajudar-nos a aprender como o nosso Sistema Solar se encaixa na grande e diversa família de sistemas planetários. Fazem-nos pensar até que ponto a ordem dos planetas que ensinamos aos nossos filhos é especial e se, afinal, o nosso Sistema Solar é que é estranho.

// ESA (comunicado de imprensa)
// Universidade de Warwick (comunicado de imprensa)
// DLR (comunicado de imprensa)
// Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (comunicado de imprensa)
// Universidade do Porto (comunicado de imprensa)
// IAC (comunicado de imprensa)
// Universidade de Genebra (comunicado de imprensa)
// Universidade de Berna (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science)
// Artigo científico (arXiv)

Saiba mais:

LHS 1903:
Wikipedia
LHS 1903 b (Exoplanet.eu)
LHS 1903 c (Exoplanet.eu)
LHS 1903 d (Exoplanet.eu)
LHS 1903 e (Exoplanet.eu)

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite):
ESA
Wikipedia