Há um exoplaneta da dimensão de Júpiter que é invulgar por várias razões

Num estudo recente publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, uma equipa de investigadores internacionais examinou o exoplaneta TOI-4860 b, que se encontra a cerca de 261 anos-luz da Terra e tem um período orbital de aproximadamente 1,52 dias em torno de uma estrela de baixa massa, ou seja, uma estrela mais pequena do que o nosso Sol.

No entanto, o TOI-4860 b é único devido ao seu tamanho, em comparação com a sua estrela-mãe, juntamente com as suas temperaturas de superfície mais baixas, em comparação com os "Júpiteres quentes", e o facto de possuir grandes quantidades de elementos pesados.

Estes atributos são a razão pela qual os investigadores estão a classificar TOI-4680 b como um "Júpiter quente", e podem desafiar os modelos tradicionais de formação de sistemas planetários, ao mesmo tempo que oferecem novas perspetivas sobre estes processos.

"Uma vez que os planetas são criados a partir desse disco, era de esperar que planetas de elevada massa, como Júpiter, não se formassem. No entanto, estávamos curiosos sobre este assunto e quisemos verificar os candidatos a planetas para ver se era possível. TOI-4860 é a nossa primeira confirmação e a estrela de menor massa que alberga um planeta de massa tão elevada."

Quais as dimensões de TOI-4860 b?

Para o estudo, os investigadores utilizaram cerca de 10 mil observatórios e instrumentos, incluindo o TRAPPIST-South/North, o Observatório SPECULOOS South e o MuSCAT3, para recolher dados fotométricos e espectroscópicos sobre vários trânsitos de TOI-4860 b que passavam em frente da sua estrela-mãe.

No final, os investigadores concluíram que TOI-4860 b tem aproximadamente 0,76 do raio de Júpiter, enquanto a sua estrela-mãe tem aproximadamente 0,34 do raio do nosso Sol. Para comparação, o raio de Júpiter é de aproximadamente 70 mil km enquanto o raio do Sol é de aproximadamente 700 mil km, o que faz com que o raio de Júpiter seja aproximadamente 10% do nosso Sol.

Usando estes números, o raio de TOI-4860 b é de aproximadamente 53 mil km, com o raio da sua estrela-mãe a 238 mil km, o que faz com que o raio de TOI-4860 b seja aproximadamente 22% da sua estrela-mãe, ou mais do dobro do raio entre Júpiter e o nosso Sol.

Como é que um exoplaneta tão grande se formou em torno de uma estrela tão pequena?

"Uma pista do que poderá ter acontecido está escondida nas propriedades planetárias, que parecem particularmente enriquecidas em elementos pesados", disse o Dr. Amaury Triaud, professor de exoplanetologia na Universidade de Birmingham e principal autor do estudo.

"Também detetamos algo semelhante na estrela hospedeira, pelo que é provável que uma abundância de elementos pesados tenha catalisado o processo de formação do planeta." Os investigadores determinaram que TOI-4860 b contém elementos pesados com base na sua densidade, 1,55 vezes superior à de Júpiter, que é composto principalmente por elementos mais leves, como o hidrogénio e o hélio.

Com base nestas descobertas, especificamente no que diz respeito ao grande raio de TOI-4860 b comparado com a sua estrela-mãe, os investigadores referem-se a TOI-4860 b como um "Júpiter quente", uma vez que a temperatura da sua superfície é de aproximadamente 350 ºC, muito inferior à dos "Júpiteres quentes", alguns dos quais podem atingir 2750 ºC no seu lado diurno.

Estudos anteriores identificaram os Júpiteres quentes como tendo períodos orbitais superiores a 10 dias, e os seus sistemas também albergam planetas adicionais. Assim, TOI-4860 oferece aos astrónomos uma oportunidade única para examinar estes exoplanetas únicos e obter informações sobre a sua formação e evolução.

Em 2019, os astrónomos confirmaram a existência de TOI-677 b, um exoplaneta do tamanho de Júpiter, localizado a cerca de 463 anos-luz da Terra, com uma temperatura superficial aproximada de 979 ºC.

Para os próximos passos, os investigadores planeiam utilizar o Very Large Telescope, no Chile, na esperança de identificar outros Júpiteres quentes ou mesmo exoplanetas com características semelhantes.