Ouça este conteúdo
Um verdadeiro bebê cósmico acaba de entrar para a lista das descobertas que podem mudar o que os astrônomos sabem sobre a formação de planetas. Batizado de Elias 2-24 b, o planeta tem menos de 1 milhão de anos, massa semelhante à de Júpiter e ainda está mergulhado no disco de gás e poeira que circunda sua estrela.
A descoberta faz de Elias 2-24 b o planeta mais jovem já encontrado. O recorde anterior era compartilhado por quatro planetas com mais de 5 milhões de anos: dois que orbitam a estrela PDS 70 e outros dois no sistema WISPIT 2.
A diferença de idade é significativa porque os modelos atuais indicam que um planeta gigante semelhante a Júpiter deveria levar milhões de anos para se formar. O novo objeto, porém, já apresenta características de um mundo em formação quando seu sistema tem menos de 1 milhão de anos.
Localizado a aproximadamente 450 anos-luz da Terra, Elias 2-24 b orbita uma estrela jovem que também é chamada Elias 2-24. O nome da estrela está relacionado ao astrônomo J. H. Elias, que identificou objetos estelares jovens nessa região do espaço.
Para Andrea Bernardi, doutorando da Universidade Diego Portales, no Chile, e autor principal do estudo, a idade é justamente o que torna o objeto tão especial. “Este é o planeta mais jovem detectado até agora e, como ele ainda está acumulando material de seu entorno, podemos observar uma fase da formação planetária que raramente é vista diretamente”, afirmou.
VEJA TAMBÉM:
Um planeta no próprio berçário: a origem do 2-24 b
O aspecto mais extraordinário da descoberta não é apenas a idade do planeta, mas o fato de ele ainda estar dentro do ambiente onde nasceu. Elias 2-24 b permanece imerso em um disco protoplanetário, estrutura formada por gás e poeira que gira ao redor de uma estrela recém-formada.
É nesse material que os planetas começam a surgir. Partículas de poeira, gelo e rocha podem se juntar pela ação da gravidade, formando corpos cada vez maiores. No caso dos gigantes gasosos, um núcleo sólido pode acumular material e, em determinada etapa, começar a capturar grandes quantidades de gás.
Elias 2-24 b está justamente nessa fase de crescimento. Segundo a equipe, o planeta atravessa um período relativamente breve e importante, no qual acumula gás do disco ao seu redor e constrói sua atmosfera.
À medida que um planeta cresce, sua gravidade também modifica o material ao redor e pode abrir uma espécie de corredor ou lacuna no disco. Foi justamente uma dessas lacunas que chamou a atenção dos astrônomos.
Observações feitas pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile, revelaram uma abertura no disco de Elias 2-24. Depois, o Very Large Telescope (VLT), do Observatório Europeu do Sul, identificou um pequeno ponto luminoso na mesma região.
A existência de lacunas em discos protoplanetários já era associada à possibilidade de planetas em formação. O que faltava, em muitos casos, era uma confirmação direta dessa relação.
“Agora podemos relacionar a presença de lacunas em discos protoplanetários à presença de planetas com muito mais confiança”, afirmou Bernardi. Segundo ele, a descoberta fornece evidências de que essas estruturas podem ser produzidas por planetas que estão se formando dentro do próprio disco.
O problema era determinar se aquela luz realmente vinha de um planeta ou se poderia ser uma estrela distante, um defeito de imagem ou outro fenômeno. A confirmação só veio depois da análise de observações arquivadas feitas pelo Observatório W. M. Keck, no Havaí.
A equipe liderada por Bernardi voltou aos dados obtidos em 2018 e utilizou novas técnicas de processamento para identificar um sinal compatível com um planeta em formação. Registros adicionais de 2020, observações do VLT e informações obtidas pelo ALMA ajudaram a confirmar a descoberta.
O uso de um coronógrafo foi fundamental. O instrumento bloqueia parte da luz extremamente intensa da estrela e permite procurar objetos muito mais tênues próximos a ela. Assim, os pesquisadores conseguiram observar o candidato justamente dentro da lacuna do disco.
Por que a descoberta do jovem planeta surpreendeu os cientistas?
Elias 2-24 b tem massa aproximadamente equivalente à de Júpiter, mas está muito mais distante de sua estrela do que Júpiter está do Sol em termos relativos ao sistema. Sua órbita fica a cerca de 55 vezes a distância entre a Terra e o Sol.
Essa localização torna a descoberta ainda mais difícil de explicar. Os modelos de formação planetária indicam que um gigante gasoso com dimensões semelhantes às de Júpiter levaria cerca de 5 milhões de anos para se formar a uma distância comparável à de Júpiter em relação ao Sol.
Quanto mais distante da estrela, em princípio, maior seria o tempo necessário. Elias 2-24 b, entretanto, teria surgido em menos de 1 milhão de anos.
Isso não significa que os modelos de formação planetária estejam necessariamente errados. A descoberta indica que eles podem não contemplar todos os processos capazes de acelerar o nascimento de mundos gigantes. O caso também reforça o chamado modelo de acreção de núcleo, uma das principais teorias para explicar a formação de planetas gigantes.
Para Lucas Cieza, professor da Universidade Diego Portales e coautor do estudo, observar Elias 2-24 b é como acompanhar uma versão muito mais jovem de um sistema planetário semelhante ao nosso. “Como nosso Sistema Solar tem bilhões de anos, só podemos reconstruir como ele se formou. Sistemas como Elias 2-24 b nos permitem estudar esse processo enquanto ele ainda está acontecendo”, afirmou.
Uma das principais dificuldades da astronomia é justamente observar planetas durante seus primeiros estágios. A maioria dos cerca de 6 mil exoplanetas confirmados foi identificada em sistemas muito mais antigos, quando os discos de gás e poeira já desapareceram.
Um planeta recém-formado, por outro lado, pode ficar escondido pelo próprio material que o cerca. É por isso que a descoberta do planeta mais jovem já encontrado dentro de seu disco natal representa uma oportunidade rara de observar a formação planetária enquanto ela ainda acontece.
Além disso, Elias 2-24 b está no limite da capacidade dos equipamentos atuais. “Esse objeto está exatamente no limite do que a tecnologia atual consegue detectar”, explicou Cieza. Segundo ele, foi a combinação das observações de diferentes observatórios que permitiu demonstrar que o planeta realmente está ali.
A descoberta também mostra o valor de manter arquivos de observações astronômicas. Os primeiros registros do sistema foram feitos em 2018, mas só anos depois, com novas técnicas de análise e outros dados disponíveis, foi possível identificar e confirmar o planeta.
“Astrônomos podem retornar a essas observações e fazer novas perguntas, às vezes descobrindo coisas que não eram possíveis quando os dados foram coletados originalmente”, afirmou John O’Meara, cientista-chefe do Observatório Keck.
Uma janela para o passado do Sistema Solar
O Elias 2-24 b também pode ajudar os cientistas a entender uma etapa muito distante da história do próprio Sistema Solar. A Terra, Júpiter e os demais planetas nasceram há bilhões de anos, quando o Sol ainda estava rodeado pelo material que sobrara de sua formação.
Não é possível voltar no tempo para observar diretamente aquele período. Mas sistemas jovens como o de Elias 2-24 oferecem uma espécie de fotografia de diferentes momentos da evolução planetária.
Ao acompanhar o planeta e o disco ao seu redor, os astrônomos podem investigar como a matéria se concentra, como as órbitas se modificam e como o gás e a poeira influenciam o crescimento dos planetas. Novas observações também poderão mostrar como o sistema muda à medida que o disco perde material.
Alice Zurlo, professora da Universidade Diego Portales e uma das autoras do estudo, participou das primeiras observações do sistema, em 2018. Para ela, Elias 2-24 b é especialmente valioso porque está em uma fase de evolução que os modelos teóricos ainda têm dificuldade para descrever com precisão.
A equipe pretende realizar novas medições, incluindo observações espectroscópicas que possam revelar mais detalhes sobre a atmosfera, a temperatura, a massa e o processo de acumulação de material pelo planeta.
A descoberta ainda demonstra por que a combinação de diferentes telescópios é importante. ALMA, VLT e Keck contribuíram, em momentos distintos, para transformar uma lacuna misteriosa em uma evidência de um planeta em formação.
A expectativa é que novos instrumentos tornem mais fácil encontrar outros mundos em estágios semelhantes. Entre eles está o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, da Nasa, equipado com um coronógrafo mais avançado para bloquear o brilho das estrelas e procurar planetas que hoje permanecem escondidos.
O objetivo, no fim, vai além de estabelecer novos recordes. Quanto mais planetas bebês forem encontrados, maior será a possibilidade de comparar diferentes sistemas e descobrir se Elias 2-24 b é uma exceção ou se planetas gigantes podem, afinal, nascer muito mais rapidamente do que os modelos atuais preveem.
