Eles podem não ser planetas.
Pelo menos, não do jeito que pensávamos que fossem.
O Telescópio Espacial James Webb retirou as camadas do sistema HR 8790 e encontrou algo confuso. Mundos enormes, cinco a dez vezes a massa de Júpiter, flutuando no frio.
A teoria clássica dizia que isso não deveria acontecer.
O debate sobre a formação
Como você faz um monstro como Júpiter?
Existem dois campos. Um lado defende a acreção do núcleo: a rocha e o gelo se fragmentam, acumulando poeira em um disco até que a gravidade seja forte o suficiente para aspirar o gás. Lento. Gradual. Bagunçado.
O outro lado aposta na instabilidade gravitacional. Um pedaço do disco colapsa sobre si mesmo. Rápido. Caótico. Mais parecido com o modo como as estrelas nascem do que os planetas.
As anãs marrons ficam na área cinzenta entre as duas.
Nós as chamamos de “estrelas fracassadas”. Eles são leves demais para iniciar a fusão do hidrogênio, mas também não são planetas. A linha sempre foi confusa.
Tudo se resume à massa. As estrelas fundem o hidrogênio. As anãs marrons fundem o deutério (só um pouco). Os gigantes gasosos não fazem nada. Eles apenas sentam lá e ficam com frio.
Mas onde exatamente você traça o limite? 13 massas de Júpiter? 80?
Os astrônomos argumentam isso há décadas.
Os sistemas HR 8799 quebraram seus modelos. Seus quatro planetas orbitam longe de sua estrela, a uma distância de 15 a 70 vezes a distância Terra-Sol. A teoria da acreção central afirmava que planetas tão distantes não deveriam se formar. Não houve tempo suficiente. O disco de gás teria sido varrido pela jovem estrela muito antes de tais gigantes conseguirem acumular massa suficiente.
Olhando para o Gunk
Então a equipe da UC San Diego procurou pistas nas atmosferas.
Espectroscopia. Analisando a luz.
Antes de Webb, os telescópios terrestres observavam a água e o monóxido de carbono. Marcadores finos, mas origens ambíguas. Não é possível dizer se essas moléculas se formaram com o planeta ou vieram de outro lugar.
A equipe trocou de alvo. Eles olharam para o enxofre.
O enxofre é um elemento refratário. Permanece sólido na poeira quente do disco protoplanetário. Se a atmosfera de um gigante gasoso tiver enxofre, esse gigante gasoso provavelmente comeu um núcleo sólido. Aponta diretamente para o acréscimo central.
Não colapso gravitacional.
Jean-Baptiste Ruffio, da UC San Diego, não apenas olhou; ele teve que inventar novos métodos de análise. Os planetas eram 10 milhões mais escuros que seu hospedeiro. O barulho era ensurdecedor. Ele o despiu.
O que eles encontraram?
Sulfeto de hidrogênio.
E muitos elementos pesados – carbono, oxigênio, enxofre. Esses planetas são “enriquecidos”. Eles contêm mais metais do que sua estrela-mãe. As estrelas não funcionam assim. As anãs marrons, que se formam a partir do colapso de nuvens como estrelas, geralmente refletem a composição química de seus pais. Esses objetos não.
Eles se construíram.
“O HR 8799 provavelmente se formou de maneira semelhante a Júpiter, apesar de ser cinco a 10 vezes mais massivo.” -Jean-Baptiste Ruffia
Quebrando o Teto
Livros antigos estão sendo queimados.
Ou pelo menos revisado fortemente.
Quinn Konopacky, professor de astronomia envolvido no estudo, foi direto.
Os modelos mais antigos? Desatualizado.
Estamos analisando novas estruturas onde planetas massivos formam núcleos sólidos incrivelmente distantes de seu sol-mãe. Isso muda completamente a geografia da formação do planeta.
Isso faz sentido se você lembrar que o sistema HR 87 tem apenas 30 milhões de anos. É uma criança em comparação com o nosso sistema solar de 4,6 bilhões de anos. O calor ainda irradia da formação.
Mas as questões permanecem.
Porque aqui está a verdade incômoda.
Estas são coisas enormes. Os maiores candidatos a exoplanetas que temos flutuam numa estranha terra de ninguém.
O que é um planeta?
Você pode ter 20 Júpiteres? 30?
A certa altura, a massa aumenta tanto que a distinção entre “planeta formado por acreção” e “estrela falhada formada por colapso” desaparece. Ainda não sabemos onde essa mudança muda.
Os sistemas HR 87 provaram que planetas gigantes podem formar-se através da acreção central nos subúrbios escuros.
Isso deixa o limite superior totalmente aberto.
Encontramos uma resposta. Apenas levantou uma questão maior e mais silenciosa.
