Astrônomos confirmaram um planeta com menos de 1 milhão de anos, estabelecendo um novo recorde entre os mundos já identificados fora do Sistema Solar.
Chamado Elias 2-24 b, o planeta tem massa comparável à de Júpiter e está localizado a cerca de 450 anos-luz da Terra. Mas o que torna o sistema especialmente importante é que o planeta ainda permanece dentro do disco de gás e poeira no qual está se formando.
Em outras palavras, os astrônomos estão observando um planeta gigante em uma fase extremamente inicial de sua existência.
A confirmação foi apresentada em um estudo liderado por Andrea Bernardi, da Universidade Diego Portales, no Chile, publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.
O resultado também coloca um problema diante dos modelos de formação planetária: Elias 2-24 b parece ter crescido muito mais rapidamente do que seria esperado para um planeta gigante localizado tão longe de sua estrela.
Estrelas jovens permanecem cercadas durante algum tempo por grandes discos protoplanetários formados por gás e poeira.
É desse material que os planetas surgem.
À medida que crescem, eles podem interagir gravitacionalmente com o disco e alterar sua estrutura. Um planeta suficientemente massivo pode produzir regiões de menor densidade, formando lacunas que aparecem nas observações.
Elias 2-24 já chamava a atenção dos astrônomos justamente por possuir uma dessas lacunas.
Há aproximadamente uma década, observações realizadas pelo Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, o ALMA, revelaram estruturas no disco ao redor da jovem estrela.
Posteriormente, observações do Very Large Telescope, o VLT, do Observatório Europeu do Sul, encontraram um ponto de luz muito tênue dentro de uma dessas regiões.
Havia uma possibilidade particularmente interessante: poderia ser um planeta em formação.
O problema era demonstrar que aquele ponto realmente acompanhava a estrela e não era um objeto distante aparecendo por coincidência na mesma direção ou um efeito produzido pelo processamento das imagens.
A resposta estava escondida em observações já realizadas.
A equipe liderada por Andrea Bernardi procurou novas evidências no arquivo do Observatório W. M. Keck, no Havaí.
Os pesquisadores analisaram dados obtidos em 2018 e 2020 com o instrumento NIRC2 e seu coronógrafo de vórtice.
Um coronógrafo bloqueia grande parte da intensa luz da estrela, permitindo procurar objetos muito mais fracos em suas proximidades.
O mesmo ponto foi encontrado nas observações.
Mais importante ainda, ao comparar sua posição ao longo do tempo, os pesquisadores verificaram que seu movimento era consistente com um objeto associado ao sistema Elias 2-24.
Isso permitiu confirmar a natureza planetária de Elias 2-24 b.
A localização também reforça essa interpretação: o planeta aparece justamente dentro da estreita lacuna observada no disco protoplanetário.
A idade é o aspecto que transforma Elias 2-24 b em um objeto particularmente importante.
O sistema possui menos de 1 milhão de anos.
Até agora, os planetas mais jovens conhecidos estavam associados aos sistemas PDS 70 e WISPIT 2, com idades superiores a 5 milhões de anos.
Elias 2-24 b reduz drasticamente esse intervalo e oferece aos astrônomos a possibilidade de estudar um planeta gigante quando seu processo de formação ainda está em andamento.
Isso também significa que estamos observando uma etapa da evolução planetária que ocorreu no Sistema Solar há aproximadamente 4,6 bilhões de anos e da qual não podemos obter imagens diretamente.
Há outro detalhe que torna a descoberta ainda mais intrigante.
Elias 2-24 b está a aproximadamente 55 unidades astronômicas de sua estrela.
Uma unidade astronômica corresponde à distância média entre a Terra e o Sol.
Isso coloca o planeta cerca de dez vezes mais distante de sua estrela do que Júpiter está do Sol.
E formar rapidamente um planeta gigante a uma distância tão grande não é simples.
O novo estudo conclui que Elias 2-24 b demonstra que planetas gigantes podem se formar por acreção de núcleo a separações da ordem de 50 unidades astronômicas em aproximadamente 1 milhão de anos.
Nesse processo, materiais sólidos do disco começam a se acumular até formar um núcleo suficientemente massivo para capturar rapidamente grandes quantidades de gás.
O problema é o tempo.
Modelos convencionais têm dificuldade para produzir um planeta gigante tão rapidamente, especialmente nas regiões externas de um disco, onde a matéria está mais dispersa e os processos de crescimento tendem a ser mais lentos.
Por isso, Elias 2-24 b oferece uma oportunidade de testar quais mecanismos podem acelerar a formação de planetas gigantes.
A descoberta também ajuda a responder uma questão que acompanha as observações de discos protoplanetários há anos.
O ALMA revelou que muitos desses discos apresentam anéis, lacunas e outras estruturas impressionantes.
Uma das principais explicações é que planetas em formação estejam produzindo algumas dessas lacunas.
Mas existe um problema: várias delas aparecem ao redor de estrelas tão jovens que os modelos nem sempre conseguem explicar como planetas suficientemente massivos poderiam ter se formado tão cedo.
Elias 2-24 b fornece uma evidência importante nesse debate.
Há um planeta jovem localizado justamente dentro de uma estreita lacuna do disco, reforçando a possibilidade de que pelo menos algumas das estruturas observadas em sistemas muito jovens realmente sejam produzidas por planetas em formação.
Isso não significa, porém, que toda lacuna observada em um disco protoplanetário seja causada por um planeta. Outros processos físicos também podem produzir estruturas semelhantes.
Mais de 6 mil exoplanetas já foram confirmados, mas a grande maioria não foi descoberta durante uma fase tão inicial.
Um dos motivos é simplesmente observacional.
Planetas recém-formados estão mergulhados em ambientes cheios de gás e poeira e podem ser extremamente difíceis de separar da luz da própria estrela e das estruturas do disco.
O método dos trânsitos, responsável por grande parte das descobertas de exoplanetas, também não é particularmente adequado para encontrar mundos gigantes em órbitas muito amplas como Elias 2-24 b.
Nesse método, é necessário que o planeta passe exatamente diante da estrela visto da Terra. Quanto maior sua órbita, mais longo é o período orbital e menor a probabilidade de observar trânsitos repetidos.
Por isso, a obtenção direta da luz de planetas jovens, combinada com coronógrafos e sistemas avançados de óptica adaptativa, abre uma janela diferente para investigar sua formação.
A confirmação chega poucas semanas depois do lançamento do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, da NASA, em 30 de agosto de 2026.
O observatório possui um Instrumento Coronográfico desenvolvido para demonstrar tecnologias avançadas de alto contraste.
A capacidade de bloquear a luz de uma estrela e procurar objetos muito mais fracos ao seu redor é justamente um dos princípios empregados na confirmação de Elias 2-24 b.
O Roman deverá levar essas tecnologias a um novo nível de desempenho no espaço e testar técnicas importantes para futuras missões destinadas à observação direta de exoplanetas.
Isso poderá facilitar o estudo de mundos que atualmente permanecem escondidos pelo brilho de suas estrelas.
Elias 2-24 b, porém, já oferece algo que os astrônomos procuravam há muito tempo: a oportunidade de observar diretamente um planeta gigante enquanto ele ainda está sendo formado.
E a idade extrema do sistema mostra que esse processo pode avançar muito mais rapidamente e a distâncias muito maiores da estrela do que alguns modelos conseguiam explicar.
Sobre a Imagem: Conceito artístico do exoplaneta mais jovem conhecido: Elias 2024 b.
Créditos da Imagem: Observatório WM Keck/Adam Makarenko.
Artigo Ciêntifico: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae9bb6