Dois planetas super-fofos do sistema TOI-791 desafiam a ciência

Dois novos mundos gasosos com densidade menor que a de uma colher de açúcar colocam em xeque a física planetária.

Impressão artística dos planetas super-fofos TOI-791b e TOI-791c em trânsito pela estrela-mãe.
Destaques
  • Os planetas TOI-791b e TOI-791c têm densidades de apenas 0,038 e 0,047 g/cm³, respectivamente.
  • A descoberta foi feita pelo satélite TESS da NASA e confirmada pelo telescópio ASTEP na Antártida.
  • A ressonância orbital 5:3 entre os dois planetas oferece pistas sobre a formação de sistemas multiplanetários.

O Universo continua a provar que é mais bizarro do que a ficção científica costuma prever. Desta vez, o alvo da estranheza são os chamados “planetas supera-fofos” ou “super-inchados” (super-puffs, na definição da NASA), gigantes gasosos que desafiam a lógica da física planetária. Conhecidos desde 2014, quando o Telescópio Espacial Kepler revelou o trio Kepler-51b, 51c e 51d — planetas com tamanho de Saturno e densidade de algodão-doce —, esses corpos celestes acabam de ganhar dois novos e ainda mais extremos membros no sistema TOI-791, localizado a 1.110 anos-luz da Terra, na constelação de Peixe-voador. Os dados, analisados ao longo de oito anos, mostram que os novos astros não apenas são maiores que seus antecessores, como possuem densidades ainda menores, colocando em xeque os modelos atuais de formação planetária.

O que define um planeta super-fofo e por que ele é tão estranho

Um planeta “super-fofo” é um gigante gasoso que segue uma proporção desconcertante: ele precisa ter um raio igual ou maior que o de Netuno, mas uma massa apenas um pouco superior à da Terra. Isso resulta em uma densidade absurdamente baixa. Para efeito de comparação, a densidade da Terra é de 5,513 g/cm³. Saturno, o planeta mais leve do nosso Sistema Solar, tem 0,69 g/cm³ — o que já é suficiente para fazê-lo “boiar” se houvesse um oceano cósmico (a água tem densidade de 1 g/cm³).

Os novos planetas do sistema TOI-791 levam essa leveza a um patamar quase cômico. O TOI-791b e o TOI-791c possuem diâmetros similares ao de Júpiter, mas densidades de respectivamente 0,038 g/cm³ e 0,047 g/cm³. Para contextualizar, a densidade de uma colher de açúcar é de 0,05 g/cm³. Júpiter, nosso “guardião silencioso”, tem densidade de 1,326 g/cm³ — quatro vezes mais denso que a água. Enquanto o Kepler-51d tem a mesma densidade que o TOI-791b (0,038 g/cm³), o novo planeta é consideravelmente maior em tamanho, tornando a discrepância ainda mais intrigante para os pesquisadores.

Como o TESS detectou e confirmou os dois planetas de TOI-791

A descoberta foi possível graças ao TESS (Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito), da NASA, sucessor da missão Kepler. Diferente de um telescópio óptico tradicional, o TESS não captura imagens diretas dos planetas. Ele mapeia um céu 400 vezes maior que seu antecessor e detecta flutuações sutis na luz das estrelas — os chamados trânsitos — causadas pela passagem de um corpo massivo à sua frente.

A confirmação, no entanto, veio com observações complementares do telescópio ASTEP, na Antártida, que permitiu à equipe liderada pela astrofísica Dra. George Dransfield, da Universidade de Oxford, calcular com precisão as dimensões e massas dos astros. O estudo, publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, detalha que ambos os planetas se formaram juntos, a partir do mesmo disco planetário, com intervalo de tempo muito curto entre suas formações. Além disso, eles exibem uma rara ressonância de movimento médio 5:3 — uma relação gravitacional na qual o planeta mais externo completa quase três voltas ao redor da estrela enquanto o interno realiza cinco.

Teorias em disputa: atmosfera, poeira ou anéis massivos?

A existência de planetas com densidade tão baixa força os astrônomos a revisar hipóteses estabelecidas. Uma das principais correntes sugere que esses corpos possuem uma atmosfera extremamente inchada, rica em hidrogênio e hélio, que se forma enquanto os protoplanetas ainda orbitam as regiões mais frias e distantes do disco planetário. Essa atmosfera expandida explicaria o raio desproporcional.

Outra hipótese, baseada em casos como o de GJ-3470b, propõe que a atmosfera aparente é, na verdade, composta por poeira fina, criando uma névoa que engana as medições de tamanho. Há ainda quem defenda que, a exemplo de HIP-41378f, estamos vendo planetas pequenos com sistemas de anéis massivos, que inflam artificialmente o diâmetro calculado durante os trânsitos. Seja qual for a explicação correta, a equipe de Dransfield acredita que os dados de TOI-791 são a chave para decifrar esses enigmas, já que a presença de dois super-fofos no mesmo sistema é ainda mais improvável que a existência de um único.

O que a baixíssima densidade desses planetas significa para a ciência

A descoberta de dois planetas tão extremos no sistema TOI-791 tem implicações profundas para os modelos de evolução planetária. Até o momento, acreditava-se que planetas com densidade inferior a 0,1 g/cm³ eram anomalias raríssimas. Agora, a própria raridade está sendo questionada. Se dois planetas de baixíssima densidade podem se formar em um mesmo sistema, isso sugere que as condições para o surgimento de super-fofos podem ser mais comuns do que se imaginava, ou que existe um mecanismo de “inchaço” atmosférico que atua em escalas de tempo muito curtas.

Além disso, a ressonância 5:3 entre os dois planetas oferece uma oportunidade única para estudar a dinâmica orbital de sistemas multiplanetários. Compreender como essa configuração se mantém estável por milhões de anos pode ajudar a refinar as simulações de formação de sistemas solares — e até mesmo a entender melhor a história do nosso próprio Sistema Solar.

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