Planetas podem ser tão quentes quanto estrelas

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Imagem: NASA/JPL-Caltech/Divulgação
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Descobrir e estudar exoplanetas nem sempre têm como objetivo descobrir mundos habitáveis: também pode ser uma maneira de a ciência compreender a evolução do nosso próprio sistema solar e como os planetas se formam. Por isso, o estudo do KELT-9B mantém os astrofísicos ocupados: ele é mais  quente do que 80% de todas as estrelas do Universo (as de classe K e M – laranjas e vermelhas) e, com suas temperaturas que podem chegar a mais de quatro mil graus, detém o título de mais quente exoplaneta conhecido.

“Em essência, gigantes quentes oferecem uma oportunidade incrível de estudar a física em condições ambientais que são quase impossíveis de reproduzir na Terra, ajudando a melhorar os modelos de formação e evolução planetária”, disse o astrônomo Billy Edwards, da University College London (UCL) em um artigo para o site The Conversation.

Ele e seu colega, o astrofísico Quentin Changeat, tentam explicar o processo de formação do KELT-9b em um artigo para o Astrophysical Journal Letters. Descoberto em 2016, o exoplaneta é um gigante gasoso (planetas como ele são chamados de “Júpiter super quente”) orbitando uma jovem estrela azul de 300 milhões de anos e que, por si só, é um estudo à parte.

Ela tem o dobro do tamanho e da temperatura do nosso Sol, e gira tão rapidamente que, além de se parecer com um ovo, tem polos mais quentes que seu equador. E é sobre os polos que a órbita do KELT-9b passa, completando um ciclo a cada 36 horas.

Evaporação

A distância entre ele e sua estrela é 1/10 daquela entre Mercúrio e o Sol. Um fenômeno conhecido como “acoplamento de maré” faz com que a mesma face sempre esteja voltada para sua estrela, a 620 anos-luz da Terra, na constelação do Cisne. Por conta da proximidade, do calor extremo e dos altos níveis de radiação ultravioleta, provavelmente o planeta está evaporando.

A combinação dos três fatores fez com que a atmosfera do KELT-9b inchasse, fazendo-o atingir 1,8 vezes o tamanho de Júpiter e produzindo uma cauda de material planetário evaporado, como um cometa.

Sempre se pensou que o calor do KELT-9b não permitiria que as moléculas se estabilizassem – isso só seria possível quando os átomos fluíssem até o lado noturno do planeta, onde as temperaturas são baixas o bastante para que as ligações químicas aconteçam. Para verificar se é isso o que acontece no KELT-9b, os dois astrônomos analisaram os diferentes comprimentos de onda emitidos pelos elementos presentes na atmosfera do planeta.

O KELT-9b foi achado em 2016 através do chamado método de trânsito (quando o brilho captado de uma estrela diminuiu quando um planeta se interpõe entre ela e o telescópio), também usado para determinar que elementos estão vaporizados: ao passar na frente da estrela, a luz é filtrada pela atmosfera, mostrando sua composição química.

Eclipse

Edwards e Changeat, porém, usaram o método do eclipse, ou seja, quando o exoplaneta passa não à frente, mas atrás da estrela. Como os planetas também emitem e refletem uma pequena fração da luz. foi esta que os astrônomos analisaram.

“Usando dados obtidos pelo Telescópio Espacial Hubble e um software de código aberto para detectar a presença de moléculas, descobrimos que há, na atmosfera do planeta, muitos metais, o que contradiz o pensamento anterior de que essas moléculas, sob altas temperaturas, seriam quebradas em compostos menores”, diz Changeat.

Os pesquisadores sugerem que “as moléculas no lado diurno poderiam ser arrastadas por processos dinâmicos de regiões mais frias, como o lado noturno ou mais profundamente no interior do planeta. Essas observações sugerem que as atmosferas desses mundos extremos são governadas por processos complexos que são mal compreendidos”.

A órbita altamente inclinada do KELT-9 b indica que a posição atual do exoplaneta seria resultado de um violento pinball planetário. “É provável que o planeta tenha se formado longe de sua estrela e que colisões o levaram para dentro do sistema estelar", explica Edwards.

Os dois astrônomos aguardam o lançamento do telescópio espacial James Webb para tentar "responder a muitas das questões fundamentais levantadas por essa classe de exoplanetas e investigar a atmosfera de pequenos mundos”.