Uma colaboração internacional descobriu dois dos planetas gigantes com a menor densidade já registrada. O estudo descreve raros "super-puffs" com densidades menores que a do algodão-doce. A pesquisa, liderada pela Universidade de Oxford, pela Côte d'Azur e pela Universidade de Birmingham, revelou um sistema incomum que desafia nossa compreensão de como os mundos gigantes se formam.
Os planetas TOI-791 b e TOI-791 c orbitam uma estrela anã F7 a 1.110 anos-luz de distância, na constelação austral de Volans. Embora ambos os planetas tenham aproximadamente o mesmo tamanho que Júpiter, eles apresentam uma distribuição incomumente difusa. A densidade de TOI-791 b é de 0,038 gramas por centímetro cúbico, enquanto a de TOI-791 c é de 0,047 gramas por centímetro cúbico.
Para efeito de comparação, a densidade do algodão-doce é de cerca de 0,05 gramas por centímetro cúbico, e a densidade da Terra é de 5,5 gramas por centímetro cúbico. A densidade média de Júpiter é de 1,33 gramas por centímetro cúbico, o que é de 28 a 35 vezes maior do que a desses mundos fofinhos.
Análise da ressonância de planetas gêmeos
Esses planetas são "irmãos", formados juntos a partir do mesmo disco de gás e poeira que circunda sua jovem estrela. Eles estão em uma rara interação gravitacional conhecida como ressonância de movimento médio 5:3. Para cada cinco órbitas completadas pelo planeta interno, o planeta externo completa quase exatamente três. Essa interação gravitacional faz com que os planetas exerçam forças gravitacionais um sobre o outro repetidamente, causando alterações mensuráveis no tempo de seus trânsitos pela estrela.
Apenas quatro outros sistemas são conhecidos por conterem múltiplos superplanetas, tornando o TOI-791 um laboratório excepcionalmente raro. Voluntários que participam do projeto de ciência cidadã Planet Hunters TESS identificaram esses planetas pela primeira vez em 2019 e 2023, usando o Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito (TESS) da NASA. Os pesquisadores então calcularam suas densidades combinando dados observacionais sobre seus tamanhos e massas.
Colheita na escuridão contínua da Antártida.
Quando um planeta passa em frente à sua estrela, ele diminui ligeiramente o brilho da estrela, permitindo determinar seu tamanho. Analisando as pequenas variações no tempo de trânsito causadas pela atração gravitacional mútua dos planetas, a equipe estimou suas massas e baixas densidades. Essa descoberta foi resultado de oito anos de observações, incluindo dados do telescópio terrestre ASTEP na Antártida.
O inverno antártico proporcionou uma vantagem única. Meses de escuridão ininterrupta permitiram aos astrônomos registrar trânsitos excepcionalmente longos de planetas pelo disco solar, cada um com duração superior a 11 horas, em uma única observação ininterrupta. Esses são oficialmente os trânsitos contínuos mais longos de planetas pelo disco solar já observados em sua totalidade a partir da Terra.
Estudo da evolução das camadas de gás
Os astrônomos ainda debatem como se formam os planetas superinflados. Uma das principais teorias sugere que eles possuem enormes atmosferas ricas em hidrogênio e hélio, que constituem uma parte significativa de sua massa total.
Essas gigantescas camadas de gás podem ter se formado durante a formação de planetas, longe de suas estrelas, em regiões frias do disco protoplanetário, onde o gás poderia se acumular rapidamente ao redor de um núcleo sólido.
Os pesquisadores pretendem realizar mais estudos para melhor compreender a história dessa formação. Eles propõem usar o Telescópio Espacial James Webb para avaliar se essas atmosferas infladas contêm compostos de carbono, nitrogênio e oxigênio. Essas observações espaciais fornecerão novos conhecimentos sobre como esses sistemas multiplanetários incomuns evoluíram ao longo de extensos períodos de tempo.
Os resultados do estudo foram publicados pela primeira vez na revista Avisos mensais da Sociedade Real de Astronomia.