Planetas gigantes e leves como algodão-doce são encontrados a 1.100 anos-luz graças a observações feitas na Antártida

Dois planetas gigantes leves como algodão-doce foram confirmados orbitando uma estrela distante na constelação de Volans, a cerca de 1.100 anos-luz da Terra. Chamados TOI-791 b e TOI-791 c, eles têm tamanho parecido com o de Júpiter, mas densidade tão baixa que entraram para a lista dos mundos mais “fofos” já encontrados pela astronomia.

Por que esses planetas parecem tão impossíveis?

Quando se fala em planeta gigante, a imagem mais comum é a de mundos massivos, densos e violentos, como Júpiter. O caso de TOI-791 b e TOI-791 c quebra essa intuição. Eles são enormes, mas possuem uma massa muito pequena para o volume que ocupam.

TOI-791 b tem densidade estimada em apenas 0,038 grama por centímetro cúbico. TOI-791 c fica em torno de 0,047 grama por centímetro cúbico. Para comparação, Júpiter tem densidade média de cerca de 1,33 grama por centímetro cúbico. Isso torna esses planetas dezenas de vezes menos densos que o maior planeta do Sistema Solar.

O que significa ser um planeta “super-puff”?

Na astronomia, “super-puff” é o nome dado a exoplanetas extremamente inchados, com grande raio e massa muito baixa. Eles não são sólidos como a Terra nem compactos como gigantes gasosos comuns. São mundos com atmosferas imensas e espalhadas, provavelmente ricas em hidrogênio e hélio.

A comparação com algodão-doce não quer dizer que esses planetas sejam doces, coloridos ou macios como sobremesa. A ideia é explicar sua densidade. Em termos físicos, eles ocupam um espaço gigantesco com pouca matéria distribuída por esse volume.

Como os cientistas descobriram mundos tão distantes?

A primeira pista veio do telescópio espacial TESS, da NASA. Ele observa estrelas em busca de pequenas quedas de brilho. Quando um planeta passa na frente de sua estrela, visto da Terra, bloqueia uma fração da luz. Esse evento é chamado de trânsito.

Com essa técnica, os pesquisadores conseguem estimar o tamanho do planeta. Mas, para descobrir a massa, foi preciso observar algo ainda mais delicado: pequenas variações no horário dos trânsitos. No sistema TOI-791, os dois planetas puxam um ao outro gravitacionalmente, alterando levemente o momento em que cruzam a frente da estrela.

Por que a Antártida foi tão importante?

A confirmação contou com o telescópio ASTEP, instalado na estação Concordia, na Antártida. Esse local oferece uma vantagem rara: durante o inverno, há longos períodos de escuridão contínua, permitindo observar o céu por muitas horas sem a interrupção do amanhecer.

Isso foi essencial porque os trânsitos desses planetas duram mais de 11 horas. Em muitos observatórios comuns, a rotação da Terra, o clima ou a chegada do dia interromperiam a observação. Na Antártida, os cientistas conseguiram acompanhar eventos completos do início ao fim. Entre as vantagens do local estão:

• Noites extremamente longas durante o inverno antártico.
• Atmosfera fria e seca, favorável para observações astronômicas.
• Possibilidade de registrar trânsitos muito demorados sem interrupção.
• Complemento importante aos dados obtidos pelo TESS.
• Confirmação de sinais difíceis de medir a partir de outros locais da Terra.

O que há de especial nas órbitas desses planetas?

TOI-791 b leva cerca de 139 dias para completar uma volta ao redor da estrela. TOI-791 c leva aproximadamente 232 dias. Esses períodos são considerados longos para planetas detectados por trânsito, porque é preciso esperar muito tempo para observar várias passagens repetidas.

Além disso, os dois parecem estar em uma ressonância orbital de 5 para 3. Isso significa que, enquanto o planeta interno completa quase cinco voltas, o externo completa quase três. Essa dança gravitacional cria puxões regulares entre eles e ajuda os cientistas a calcular suas massas. Os dados indicam:

• Dois planetas gigantes transitando a mesma estrela.
• Órbitas longas em comparação com muitos exoplanetas conhecidos.
• Trânsitos com duração superior a 11 horas.
• Interações gravitacionais mensuráveis entre os dois mundos.
• Um sistema raro para estudar formação planetária.

Por que essa descoberta desafia os modelos atuais?

O grande mistério é entender como planetas tão grandes conseguem permanecer tão leves. Uma hipótese é que eles tenham se formado longe da estrela, em uma região fria do disco de gás e poeira, acumulando enormes atmosferas de hidrogênio e hélio ao redor de núcleos pequenos.

Outra possibilidade discutida pela ciência é que alguns mundos classificados como super-puff possam ter anéis extensos ou atmosferas com partículas que aumentam a aparência do planeta durante o trânsito. No caso de TOI-791 b e TOI-791 c, novas observações serão necessárias para separar essas hipóteses.

O Telescópio Espacial James Webb pode ajudar a analisar a composição dessas atmosferas, procurando sinais de elementos como carbono, nitrogênio e oxigênio. A descoberta mostra que o Universo ainda produz planetas que fogem completamente das categorias familiares. Eles são gigantes, mas quase etéreos. Estão longe demais para serem visitados, mas perto o bastante para obrigar a ciência a rever o que achava saber sobre como mundos nascem, crescem e permanecem inflados por bilhões de anos.