Um exoplaneta recém-caracterizado está colocando à prova algumas das ideias usadas para explicar como mundos rochosos e gigantes gasosos se formam. Chamado GJ 523b, ele possui aproximadamente 23,5 vezes a massa da Terra, mas concentra todo esse material em um planeta com apenas 2,55 vezes o raio terrestre.
Essa combinação resulta em uma densidade muito elevada e indica que GJ 523b provavelmente possui uma grande proporção de rocha e metal e relativamente pouco gás. É justamente isso que surpreendeu os pesquisadores: com uma massa tão grande, seria esperado que o planeta tivesse acumulado uma quantidade significativa de hidrogênio e hélio durante sua formação.
Por suas características, GJ 523b está sendo descrito como uma “mega-Terra”, expressão informal utilizada para alguns exoplanetas predominantemente rochosos e muito mais massivos que a Terra. O estudo com os resultados foi submetido ao The Astronomical Journal e está disponível no servidor de pré-publicações arXiv, portanto ainda não passou pela revisão por pares.
GJ 523b foi inicialmente identificado como candidato a planeta pelo Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito (TESS), da NASA. O observatório procura pequenas reduções periódicas no brilho das estrelas, provocadas quando um planeta passa diante delas em relação à nossa linha de visão.
Esses trânsitos permitiram determinar o tamanho de GJ 523b. Para descobrir sua massa, os pesquisadores realizaram observações complementares com o telescópio WIYN de 3,5 metros, no Observatório Nacional de Kitt Peak, no Arizona.
Nesse caso, os astrônomos mediram pequenas alterações no movimento da estrela provocadas pela atração gravitacional do planeta.
A combinação dos dois métodos forneceu as propriedades que tornaram GJ 523b tão incomum: aproximadamente 23,5 massas terrestres e 2,55 raios terrestres. O planeta completa uma órbita ao redor de sua estrela a cada 17,75 dias.
O sistema também é jovem em termos astronômicos, com idade estimada em aproximadamente 170 milhões de anos.
A existência de GJ 523b levanta uma questão importante sobre sua formação.
Nos modelos de formação planetária, núcleos de rocha e metal crescem dentro dos discos de gás e poeira que cercam estrelas jovens. Conforme esses núcleos se tornam mais massivos, sua gravidade permite capturar quantidades cada vez maiores de hidrogênio e hélio.
A partir de determinada massa, esse processo pode acelerar e resultar na formação de um planeta com um grande envelope gasoso.
GJ 523b parece ter seguido outro caminho.
Sua massa é suficientemente elevada para que os pesquisadores esperassem uma quantidade muito maior de gás. Entretanto, suas dimensões relativamente pequenas para tamanha massa apontam para um planeta extremamente denso.
Em outras palavras, o problema não está simplesmente no fato de GJ 523b ser muito massivo. O que chama a atenção é ser tão massivo e, ao mesmo tempo, permanecer tão compacto.
Os pesquisadores consideram diferentes possibilidades para explicar como um planeta com essas características poderia existir.
Uma delas é que GJ 523b tenha se formado originalmente com um grande envelope gasoso, mas perdido posteriormente boa parte dessa atmosfera. Determinar qual processo poderia ter provocado uma perda tão significativa será uma das questões a serem investigadas.
Outra hipótese envolve um episódio muito mais violento.
O planeta poderia ser resultado da colisão entre dois mundos menores. Um impacto dessa magnitude poderia reunir grande quantidade de material rochoso e metálico em um único planeta e, ao mesmo tempo, expulsar para o espaço uma parcela importante dos envelopes gasosos dos objetos envolvidos.
Por enquanto, nenhuma dessas possibilidades foi estabelecida como a explicação definitiva.
O termo “mega-Terra” já foi empregado anteriormente para outros mundos muito massivos considerados predominantemente rochosos, mas não representa uma categoria formal de planetas.
GJ 523b se torna especialmente interessante porque ocupa uma região extrema entre os mundos rochosos e aqueles que acumulam grandes quantidades de gás.
Encontrar outros planetas semelhantes poderá mostrar se GJ 523b é resultado de uma história excepcional ou se existe uma população de mundos superdensos que os modelos atuais ainda não descrevem adequadamente.
Por enquanto, os pesquisadores têm apenas um exemplo com essas características específicas. Uma amostra maior permitiria procurar padrões relacionados à idade dos sistemas, às massas das estrelas, às órbitas dos planetas e às condições em que eles se formaram.
GJ 523b, portanto, não oferece ainda uma resposta sobre como as “mega-Terras” surgem. Pelo contrário: sua principal contribuição pode ser mostrar que a fronteira entre planetas rochosos e mundos ricos em gases é mais complexa do que os modelos mais simples sugerem.
Sobre a Imagem: Esta obra de arte contrapõe a nossa Terra familiar ao planeta excepcionalmente estranho conhecido como 55 Cancri e. Este planeta provavelmente é feito de um material leve, ao contrário da nova mega-Terra descoberta pelos cientistas, que parece ser rochosa. Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC).
Link do Estudo: https://arxiv.org/abs/2603.24682