Bala de canhão cósmica “explode” a mente dos pesquisadores

Um artigo disponível no servidor de pré-impressão arXive já aceito para publicação na revista científica Astronomy & Astrophysics Letters descreve a descoberta de uma “bala de canhão cósmica” localizada a cerca de 730 anos-luz da Terra.

Trata-se do exoplaneta TOI-4603b, um mundo do tamanho de Júpiter, mas com quase 13 vezes mais massa do que o nosso maior vizinho, o que o torna extremamente denso.

Segundo a pesquisa, esse planeta é quase três vezes mais denso que a Terra e tem pouco mais de nove vezes a densidade de Júpiter. Surpreendentemente, mesmo com essas características, ele leva somente 7,25 dias para dar a volta completa em sua estrela hospedeira.

Seu tamanho, altíssima densidade e órbita apertada o colocam em uma categoria restrita, mas significativa, de mundos que desafiam nossa compreensão da formação e evolução planetária. 

Segundo o líder da equipe Akanksha Khandelwal, do Laboratório de Pesquisa Física da Índia, esse é um dos planetas gigantes em trânsito mais massivos e densos conhecidos até hoje. “Ele é uma adição valiosa à população de menos de cinco planetas gigantes massivos próximos de alta massa e na região sobreposta de anãs marrons de baixa massa, que é ainda mais necessária para entender os processos responsáveis por sua formação”.

Quanta massa um planeta deve ter em relação ao tamanho?

Teoricamente, existe um limite para quanta massa um planeta pode ter. Isso porque, acima de uma certa faixa crítica, a temperatura e a pressão colocadas no núcleo são suficientes para inflamar a fusão nuclear, o processo de juntar átomos para criar elementos mais pesados.

Para uma estrela, a massa mínima em que tal processo começa é de cerca de 85 Júpiteres; nesse ponto, os átomos de hidrogênio começam a se fundir em hélio.

Acredita-se que o limite máximo de massa de um planeta seja de cerca de 10 a 13 Júpiteres. E os objetos que se estendem pela lacuna entre eles são conhecidos como anãs marrons. Estes não têm massa suficiente para a fusão de hidrogênio; no entanto, seus núcleos podem fundir deutério, um isótopo pesado de hidrogênio que não precisa de tanto calor e pressão.

As estrelas se formam de cima para baixo, quando um aglomerado denso em uma nuvem molecular colapsa sob a gravidade para formar uma protoestrela. A estrela então cresce sorvendo material da nuvem ao seu redor, que se organiza em um disco.

A poeira e o gás que sobraram após esse processo formam planetas, que começam de baixo para cima à medida que pedaços de escombros começam a se unir, eventualmente formando aglomerados que crescem em planetas.

Acredita-se que as anãs marrons se formem como estrelas, a partir de um aglomerado de nuvens moleculares que colapsa sob a gravidade. Elas geralmente são encontradas orbitando estrelas em uma separação bastante ampla, a um mínimo de cinco unidades astronômicas (UA) – que é cinco vezes a distância entre a Terra e o Sol.

Os astrônomos acreditam que elas se formam de maneira semelhante às estrelas, colapsando a partir de um aglomerado de material em uma nuvem, e há um notável “deserto” de anãs marrons com órbitas próximas.

Como a bala de canhão cósmica TOI-4603b foi descoberta

Segundo o site Science Alert, o TOI-4603b foi visto pela primeira vez em dados do TESS, o telescópio espacial caçador de exoplanetas da NASA que estuda trechos do céu à procura de quedas fracas e regulares na luz das estrelas que sugerem a presença de um exoplaneta em órbita. 

Os dados do TESS sugeriram um mundo com 1.042 vezes o raio de Júpiter, girando em torno de sua estrela em pouco mais de uma semana.

A equipe seguiu buscando medidas de velocidade radial, que é o quanto a gravidade de um exoplaneta move sua estrela hospedeira, já que os dois corpos orbitam um centro de gravidade mútuo. Sabendo a massa da estrela, é possível calcular a massa do exoplaneta analisando o quanto a estrela se move.

Foi dessa maneira que os pesquisadores determinaram que TOI-4603b tem 12,89 vezes a massa de Júpiter. Combinar essa informação com o raio do objeto permitiu que a equipe chegasse a uma densidade média de 14,1 gramas por centímetro cúbico. 

Para efeito de comparação, a densidade da Terra é de 5,51 gramas por centímetro cúbico, enquanto a de Júpiter é de 1,33 gramas por centímetro cúbico. O chumbo, para se ter ideia, tem uma densidade de 11,3 gramas por centímetro cúbico.

Ainda há muito para se explorar sobre essa imensa e misteriosa bala de canhão cósmica que vem confundindo – e “explodindo” – a mente dos pesquisadores. E o Olhar Digital continua atento para novas informações.

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