Uma nova descoberta de exoplanetas é a primeira de seu tipo, situada em uma estranha “lacuna” de exoplanetas insanamente perto de suas estrelas hospedeiras. O planeta é um corpo do tamanho de Netuno que gira em torno de sua estrela uma vez a cada 19 horas.

Nunca antes um exoplaneta do tamanho de Netuno foi encontrado com um período orbital de menos de um dia.

Normalmente, os exoplanetas tão próximos de sua estrela são gigantes gasosos, conhecidos como Júpiteres ultra-quentes, ou planetas rochosos menores como Terra, Mercúrio, Marte e Vênus, conhecidos como planetas de período ultra-curto. Esta nova classe, representada por este único membro, foi apelidada de “Netuno ultra-quente”.

Curiosamente, suas propriedades sugerem que o exoplaneta tem uma densidade semelhante a Netuno, com uma atmosfera que constitui pelo menos 9% da massa planetária. Isso levanta a questão: como essa atmosfera não evaporou no calor escaldante de sua estrela?

“O planeta existe em algo conhecido como ‘Deserto de Netuno’, uma região desprovida de planetas quando olhamos para a população de massas e tamanhos planetários”, disse o astrônomo James Jenkins, da Universidade do Chile.

“Embora os gigantes gelados pareçam ser um subproduto bastante comum do processo de formação de planetas, este não é o caso muito perto de suas estrelas. Acreditamos que esses planetas perdem sua atmosfera ao longo do tempo cósmico, terminando como os chamados ultra – planetas de curto período.”

O planeta, chamado LTT 9779b, orbita uma estrela a 260 anos-luz de distância chamada LTT 9779. Esta estrela é muito parecida com o nosso Sol, com aproximadamente o mesmo tamanho e massa, e apenas um pouco mais fria. No entanto, é mais jovem – 2 bilhões de anos para os 4,6 bilhões do Sol – e, portanto, tem um conteúdo de metal mais alto, com o dobro do ferro do Sol.

Em torno desta estrela, a órbita do LTT 9779b é minúscula, apenas 2,5 milhões de quilômetros no semieixo maior. Isso é cerca de 1,6 por cento da distância entre a Terra e o Sol. Naquela proximidade, o exoplaneta seria aquecido a temperaturas superiores a 1.970 Kelvin (cerca de 1.697 graus Celsius, ou 3.086 Fahrenheit).

Os exoplanetas são medidos usando duas técnicas principais. Os dados de trânsito – o quanto a luz da estrela diminui quando o exoplaneta passa na frente dela – podem ser usados ​​para calcular seu tamanho. Os dados de velocidade radial – o quanto a estrela oscila ao ser levemente puxada pela gravidade do exoplaneta – podem ser usados ​​para calcular a massa.

De posse desses dados, os pesquisadores calcularam que o LTT 9779b tem cerca de 29,32 vezes a massa da Terra e 4,72 vezes o seu tamanho. Netuno, para comparação, tem 17,1 vezes a massa da Terra e 3,88 vezes seu tamanho.

Visto que a densidade pode ser usada para inferir a composição, as características do LTT 9779b sugerem que ele tem uma composição semelhante a Netuno – um grande núcleo rochoso e uma atmosfera substancial. E aí, dizem os cientistas, está o problema. Essa atmosfera deveria ter sido queimada por um processo chamado fotoevaporação.

“Raios-X intensos e ultravioleta da jovem estrela-mãe terão aquecido a atmosfera superior do planeta e devem ter conduzido os gases atmosféricos para o espaço”, disse o astrônomo George King, da Universidade de Warwick, no Reino Unido.

“A fotoevaporação deveria ter resultado em uma rocha nua ou em um gigante gasoso. O que significa que deve haver algo novo e incomum que devemos tentar explicar sobre a história deste planeta.”

A metalicidade da estrela pode ser uma pista – tais estrelas são mais propensas a hospedar exoplanetas gigantes gasosos do que seus parentes mais pobres em metais. LTT 9779b poderia ser um passo intermediário raramente visto entre gigantes gasosos e planetas rochosos de curto período.

“Os modelos de estrutura planetária nos dizem que o planeta é um mundo dominado por um núcleo gigante, mas crucialmente, deveria haver duas a três massas terrestres de gás atmosférico. Mas se a estrela é tão velha, por que existe atmosfera?” Disse Jenkins.

“Bem, se o LTT 9779b começou a vida como um gigante gasoso, então um processo chamado Roche Lobe Overflow poderia ter transferido quantidades significativas do gás atmosférico para a estrela.”

A descoberta de um grande planeta rochoso, considerado o núcleo despojado do que já foi um gigante gasoso, foi anunciada no início deste ano, em uma órbita de 18 horas ao redor de sua estrela. Portanto, é lógico que possamos encontrar a etapa intermediária no processo mais cedo ou mais tarde.

Também é possível que o LTT 9779b tenha iniciado sua vida muito mais longe de sua estrela e migrado para dentro, sua órbita interrompida por meio de interações gravitacionais com outros planetas. Se for esse o caso, ele poderia ter retido sua atmosfera por muito mais tempo do que se tivesse se formado em sua posição atual.

O que sabemos é que o exoplaneta parece ter uma atmosfera significativa e passa na frente de sua estrela a cada 19 horas. Isso o torna um excelente candidato para estudos posteriores, onde a luz da estrela que passa pela atmosfera pode ser analisada para determinar a composição atmosférica.

“O planeta é muito quente, o que motiva a busca por elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio, junto com os núcleos atômicos ionizados”, disse Jenkins.

“É preocupante pensar que este ‘planeta improvável’ é provavelmente tão raro que não encontraremos outro laboratório como este para estudar a natureza do Netuno ultra-quente em detalhes. Portanto, devemos extrair cada grama de conhecimento que pudermos deste diamante em bruto, observando-o com instrumentos baseados no espaço e no solo ao longo dos próximos anos.”

A pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.

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