Foi descoberto um planeta que é quase uma estrela – é do tamanho de Júpiter, mas com densidade maior que a do chumbo
A uma distância de cerca de 730 anos-luz de nós, os cientistas descobriram um exoplaneta do tamanho de Júpiter, mas com uma densidade incrível. Medições e cálculos mostraram que o mundo alienígena TOI-4603b tem uma massa de cerca de 13 massas de Júpiter, ou seja, o planeta consiste em um material visivelmente mais denso que o chumbo.
O nascimento de um planeta a partir de um disco protoplanetário segundo o artista. Fonte da imagem: ESO/L. Calçada
O exoplaneta TOI-4603b pertence a uma pequena, mas importante categoria de descobertas que não se encaixa em nosso conhecimento do Universo e seu desenvolvimento. São precisamente essas coisas que movem a ciência terrena para frente. Pelas suas características, o TOI-4603b atingiu os limites de massa e tamanho entre o planeta e uma anã marrom, o que abre a possibilidade de entender melhor a evolução dessas estrelas.
“Este é um dos planetas gigantes de trânsito mais massivos e densos conhecidos até hoje. – escreve um grupo de astrônomos liderados por Akanshi Khandelwal (Akanksha Khandelwal) do Laboratório de Pesquisa Física na Índia, — e uma adição valiosa a uma população de menos de cinco grandes planetas gigantes próximos na região de sobreposição entre planetas de alta massa e anãs marrons de baixa massa, essencial para entender os processos responsáveis por sua formação.”
O exoplaneta TOI-4603b, como já ficou claro, está localizado bem próximo de sua estrela e gira em torno dela com um período de 7,25 dias. Sua densidade é três vezes a densidade da Terra e 9 vezes a densidade de Júpiter. Astrônomos escrevem um artigo sobre a descoberta Cartas de Astronomia e Astrofísica e postou uma pré-impressão no site arXiv.
Os cientistas há muito entendem qual é a massa máxima que um planeta pode ter. Se a massa ultrapassar esse indicador, a pressão e a temperatura em seu núcleo iniciarão a reação de fusão nuclear e o planeta se transformará em uma estrela. A massa mínima da estrela necessária para isso deve ser de cerca de 85 massas de Júpiter. A partir deste ponto, o hidrogênio começará a se transformar em hélio.
Acredita-se que o limite superior de massa de um planeta esteja entre 10 e 13 Júpiteres. Dessa fronteira até o início da fusão nuclear está o período de formação das anãs marrons – estrelas nas quais a fusão nuclear não começa, mas o isótopo pesado de hidrogênio – o deutério pode derreter. Em princípio, as anãs marrons são formadas da mesma forma que as estrelas de um disco protoestelar. Mas uma das principais diferenças observadas na evolução de anãs e estrelas marrons é que elas estão quase sempre em órbitas distantes. Há uma queda inexplicável na ausência de pares de estrelas e anãs marrons a menos de 5 UA. (ou menos de cinco distâncias da Terra ao Sol).
A descoberta de TOI-4603b em par próximo com sua estrela e massa próxima à massa, além da qual começa a classificação para uma anã marrom, é uma descoberta valiosa em uma área pouco estudada que pode dar muito à ciência da evolução das estrelas e do Universo.
O exoplaneta TOI-4603b foi descoberto pelo método do trânsito usando uma queda no brilho de uma estrela – passou ao longo de seu disco com um determinado período e reduziu sua luminosidade por esse tempo, o que deu dados sobre o raio do exoplaneta. A observação das “oscilações” de uma estrela desse par – determinando sua velocidade radial no processo de movimentação em torno de um centro de massa comum – permitiu calcular a massa do exoplaneta e sua densidade.
Os cálculos mostraram que a massa do TOI-4603b é 12,89 vezes a massa de Júpiter e seu raio é 1,042 vezes o raio de Júpiter. Assim, a densidade média do exoplaneta foi de 14,1 g/cm3. Para comparação, a densidade da Terra é de 5,51 g/cm3. A densidade de Júpiter é de 1,33 g/cm3e a densidade do chumbo é 11,3 g/cm3.
O estado limite do exoplaneta, sua proximidade e curto período orbital em torno da estrela estão pressionando para a divulgação dos mecanismos de evolução e migração de anãs marrons – no campo do conhecimento, onde existem mais lacunas do que conhecimento.