WASP-193b, um planeta recém-descoberto, é maior que Júpiter, mas tem uma densidade notavelmente baixa, semelhante à do algodão doce. Esta anomalia desafia as teorias existentes de formação planetária e apresenta um caso único entre os planetas conhecidos. Análises mais aprofundadas, especialmente das suas propriedades atmosféricas, poderão fornecer informações mais profundas sobre as suas características incomuns. Crédito: SciTechDaily.com
Os astrónomos descobriram WASP-193b, um planeta extraordinariamente leve que orbita uma estrela distante na nossa galáxia. Supera Júpiter em tamanho, mas corresponde à densidade do algodão doce, apresentando um mistério na ciência planetária.
O novo planeta, denominado WASP-193b, parece ser menor do que o tamanho de Júpiter, mas tem uma fração da sua densidade. Os cientistas descobriram que o gigante gasoso é 50% maior que Júpiter e cerca de um décimo mais denso – uma densidade extremamente baixa comparável à do algodão doce.
WASP-193b é o segundo planeta mais leve descoberto até hoje, depois do menor, Netunosemelhante ao mundo, Kepler 51d. O tamanho muito maior do novo planeta, combinado com a sua densidade superleve, fazem de WASP-193b uma raridade entre os mais de 5.400 planetas descobertos até agora.
“Encontrar estes objetos gigantes com uma densidade tão pequena é muito, muito raro”, diz o autor principal e COM pós-doutorado Khalid Barkaoui. “Existe uma classe de planetas chamados Júpiteres inchados, e o que eles são é um mistério há 15 anos. E este é um caso extremo dessa classe.”
“Não sabemos onde colocar este planeta em todas as teorias de formação que temos neste momento, porque é uma exceção de todas elas”, acrescenta o co-autor Francisco Pozuelos, investigador sénior do Instituto de Astrofísica de Andalucía- CSIC (Espanha). “Não podemos explicar como este planeta se formou, com base em modelos clássicos de evolução. Olhar mais de perto para a sua atmosfera nos permitirá obter um caminho evolutivo deste planeta.”
Impressão artística da densidade do WASP-193b em comparação com o algodão doce. Crédito: Universidade de Liège
Descoberta por WASP
O novo planeta foi inicialmente avistado pela Wide Angle Search for Planets, ou WASP — uma colaboração internacional de instituições académicas que, em conjunto, operam dois observatórios robóticos, um no hemisfério norte e outro no sul. Cada observatório utiliza uma série de câmeras grande angulares para medir o brilho de milhares de estrelas individuais em todo o céu.
Em pesquisas realizadas entre 2006 e 2008, e novamente de 2011 a 2012, o observatório WASP-Sul detectou trânsitos periódicos, ou quedas de luz, de WASP-193 – uma estrela brilhante, próxima, semelhante ao Sol, localizada a 1.232 anos-luz da Terra. Os astrônomos determinaram que as quedas periódicas no brilho da estrela eram consistentes com um planeta, circulando a estrela e bloqueando sua luz, a cada 6,25 dias. Os cientistas mediram a quantidade total de luz que o planeta bloqueou em cada trânsito, o que lhes deu uma estimativa do tamanho gigante do planeta, o super-Júpiter.
Os astrónomos procuraram então determinar a massa do planeta – uma medida que revelaria a sua densidade e potencialmente também pistas sobre a sua composição. Para obter uma estimativa da massa, os astrónomos normalmente empregam a velocidade radial, uma técnica na qual os cientistas analisam o espectro de uma estrela, ou vários comprimentos de onda da luz, à medida que um planeta circunda a estrela. O espectro de uma estrela pode ser alterado de maneiras específicas, dependendo do que quer que esteja atraindo a estrela, como um planeta em órbita. Quanto mais massivo for um planeta e quanto mais próximo estiver da sua estrela, mais o seu espectro pode mudar – uma distorção que pode dar aos cientistas uma ideia da massa de um planeta.
Para WASP-193 b, os astrónomos obtiveram espectros adicionais de alta resolução da estrela obtidos por vários telescópios terrestres e tentaram empregar a velocidade radial para calcular a massa do planeta. Mas continuaram a aparecer vazios – precisamente porque, como se viu, o planeta era demasiado leve para ter qualquer atração detectável sobre a sua estrela.
“Normalmente, os grandes planetas são muito fáceis de detetar porque são geralmente massivos e provocam uma grande atração na sua estrela”, explica Julien de Wit, investigador do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).. “Mas o que era complicado neste planeta era que, apesar de ser grande – enorme – a sua massa e densidade são tão baixas que era na verdade muito difícil de detectar apenas com a técnica da velocidade radial. Foi uma reviravolta interessante.”
Densidade do Algodão Doce
Os cálculos confirmam que WASP-193b tem uma massa de aproximadamente 0,14 vezes a de Júpiter e uma densidade de aproximadamente 0,059 gramas por centímetro cúbico, consideravelmente menor que a de Júpiter e da Terra, mas semelhante aos 0,05 gramas por centímetro cúbico do algodão doce.
“Levamos quase quatro anos para coletar todos os dados necessários para obter a massa do WASP-193b”, diz Barkaoui. “O planeta é tão leve que é difícil pensar em um material análogo, em estado sólido. A razão pela qual é próximo do algodão doce é porque ambos são feitos principalmente de gases leves, e não de sólidos. O planeta é basicamente super fofo.”
Os investigadores suspeitam que o novo planeta é feito principalmente de hidrogénio e hélio, como a maioria dos outros gigantes gasosos da galáxia. Para WASP-193b, estes gases provavelmente formam uma atmosfera extremamente inflada que se estende por dezenas de milhares de quilómetros além da própria atmosfera de Júpiter. Exatamente como um planeta pode inflar até agora, mantendo ao mesmo tempo uma densidade superleve, é uma questão que nenhuma teoria existente de formação planetária pode ainda responder.
“WASP-193b é um mistério interessante”, conclui Barkaoui. “Resolvê-lo exigirá mais trabalho observacional e teórico, nomeadamente para medir as suas propriedades atmosféricas com o telescópio espacial JWST e confrontá-los com diferentes mecanismos teóricos que possivelmente resultam numa inflação tão extrema.”
Para saber mais sobre esta descoberta:
Referência: “Uma atmosfera estendida de baixa densidade ao redor do planeta WASP-193 b do tamanho de Júpiter” por Khalid Barkaoui, Francisco J. Pozuelos, Coel Hellier, Barry Smalley, Louise D. Nielsen, Prajwal Niraula, Michael Gillon, Julien de Wit, Simon Muller, Caroline Dorn, Ravit Helled, Emmanuel Jehin, Brice-Olivier Demory, Valerie Van Grootel, Abderahmane Soubkiou, Mourad Ghachoui, David. R. Anderson, Zouhair Benkhaldoun, François Bouchy, Artem Burdanov, Laetitia Delrez, Elsa Ducrot, Lionel Garcia, Abdelhadi Jabiri, Monika Lendl, Pierre FL Maxted, Catriona A. Murray, Peter Pihlmann Pedersen, Didier Queloz, Daniel Sebastian, Oliver Turner, Stephane Udry, Mathilde Timmermans, Amaury HMJ Triaud e Richard G. West, 14 de maio, Astronomia da Natureza.
DOI: 10.1038/s41550-024-02259-y
