WASP-193b, um novo exoplaneta, é 50% maior que Júpiter, mas sete vezes menos massivo, com uma densidade extremamente baixa semelhante à do algodão doce. Descoberta pelo WASP e confirmada por observatórios no Chile, sua formação desafia as teorias planetárias atuais e exige estudos mais aprofundados. Crédito: SciTechDaily.com
Esse exoplaneta é maior, mas sete vezes menos massivo que Júpiter e é o segundo planeta menos denso descoberto até agora.
Uma equipa internacional liderada por investigadores do Laboratório EXOTIC da Universidade de Liège, em colaboração com COM e o Instituto de Astrofísica da Andaluzia, acaba de descobrir WASP-193b, um planeta gigante extraordinariamente de baixa densidade que orbita uma estrela distante semelhante ao Sol.
Um planeta recém-descoberto, localizado a aproximadamente 1.200 anos-luz da Terra, é 50% maior que Júpiter, mas sete vezes menos massivo. Isso resulta em uma densidade extremamente baixa comparável à do algodão doce.
“WASP-193b é o segundo planeta menos denso descoberto até agora, depois de Kepler-51d, que é muito menor”, explica Khalid Barkaoui, pesquisador pós-cotral do Laboratório EXOTIC da ULiège e primeiro autor do artigo publicado em Astronomia da Natureza. A sua densidade extremamente baixa faz dele uma verdadeira anomalia entre os mais de cinco mil exoplanetas descobertos até hoje. Esta densidade extremamente baixa não pode ser reproduzida por modelos padrão de gigantes gasosos irradiados, mesmo sob a suposição irrealista de uma estrutura sem núcleo.”
Descoberta e observações iniciais
O novo planeta foi inicialmente avistado pela Wide Angle Search for Planets (WASP), uma colaboração internacional de instituições académicas que, em conjunto, operavam dois observatórios robóticos, um no hemisfério norte e outro no sul. Cada observatório usou uma série de câmeras grande angulares para medir o brilho de milhares de estrelas individuais em todo o céu.
Em dados recolhidos entre 2006 e 2008, e novamente de 2011 a 2012, o observatório WASP-Sul detectou trânsitos periódicos, ou quedas de luz, da estrela WASP-193. Os astrônomos determinaram que as quedas periódicas no brilho da estrela eram consistentes com a passagem de um planeta na frente da estrela a cada 6,25 dias. Os cientistas mediram a quantidade de luz que o planeta bloqueou em cada trânsito, o que lhes deu uma estimativa do tamanho do planeta.
Impressão artística da densidade do WASP-193b em comparação com o algodão doce. Crédito: Universidade de Liège
Medições detalhadas e densidade surpreendente
A equipe utilizou então os observatórios TRAPPIST-Sul e SPECULOOS-Sul — dirigidos por Michaël Gillon, Diretor de Pesquisa do FNRS e astrofísico da ULiège — localizados no deserto do Atacama, no Chile, para medir o sinal planetário em diferentes comprimentos de onda e para validar a natureza planetária do objeto eclipsante. Finalmente, eles também usaram observações espectroscópicas coletadas pelo HARPAS e espectrógrafos CORALIE – também localizados no Chile (ISSO)- para medir a massa do planeta.
Para sua grande surpresa, as medições acumuladas revelaram uma densidade extremamente baixa para o planeta. Sua massa e tamanho, calcularam eles, eram cerca de 0,14 e 1,5 dos de Júpiter, respectivamente. A densidade resultante foi de cerca de 0,059 gramas por centímetro cúbico.
A densidade de Júpiter, por outro lado, é de cerca de 1,33 gramas por centímetro cúbico; e a Terra é mais substancial, 5,51 gramas por centímetro cúbico. Um dos materiais mais próximos em densidade do novo e fofo planeta é o algodão doce, que tem uma densidade de cerca de 0,05 gramas por centímetro cúbico.
O mistério da composição do WASP-193b
“O planeta é tão leve que é difícil pensar num material análogo, em estado sólido”, diz Julien de Wit, professor do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e coautor. “A razão pela qual é próximo do algodão doce é porque ambos são bastante arejados. 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 tanto é uma questão que nenhuma teoria existente de formação planetária pode ainda responder. Certamente requer um depósito significativo de energia nas profundezas do interior do planeta, mas os detalhes do mecanismo ainda não são compreendidos.
Pesquisas e desafios futuros
“Não sabemos onde colocar este planeta em todas as teorias de formação que temos neste momento, porque é uma exceção de todas elas. Não podemos explicar como este planeta foi formado. Olhar mais de perto para a sua atmosfera permitir-nos-á restringir o caminho evolutivo deste planeta, acrescenta Francisco Pozuelos, astrónomo do Instituto de Astrofísica da Andaluzia (IAA-CSIC, Granada, Espanha).”
“WASP-193b é um mistério cósmico. Resolvê-lo exigirá mais trabalho observacional e teórico, nomeadamente para medir as suas propriedades atmosféricas com o telescópio espacial JWST e confrontá-las com diferentes mecanismos teóricos que possivelmente resultam numa inflação tão extrema”, conclui Khalid Barkaoui.
Para saber mais sobre esta descoberta, consulte Descoberta de exoplaneta super fofo “algodão doce” que choca cientistas.
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
