Astrônomos confirmaram a existência do planeta mais jovem conhecido. O planeta, nomeado Elias 2-24 b, tem menos de um milhão de anos e ainda orbita dentro do disco de gás e poeira que envolve sua estrela hospedeira.
Esta descoberta foi feita com base na análise de observações de arquivo e pode fornecer aos cientistas uma compreensão mais profunda do processo de formação de gigantes gasosos. Os resultados da pesquisa foram publicados no The Astrophysical Journal Letters.
Antes da descoberta de Elias 2-24 b, o recorde do planeta mais jovem era disputado por quatro mundos: dois orbitavam a estrela PDS 70, e os outros dois orbitavam WISPIT 2. Todos esses planetas anteriores tinham mais de cinco milhões de anos.
Desafios para os modelos de formação planetária
Lucas Cieza, professor do Instituto de Pesquisas Astrofísicas do Chile e coautor do estudo, observou que os modelos existentes de formação planetária enfrentavam dificuldades em explicar os recordistas de juventude anteriores. Ele afirmou que Elias 2-24 b demonstra que mesmo os melhores modelos atuais não levam em conta alguns processos importantes.
Andrea Bernardi, doutoranda da Universidade Diego Portales no Chile e líder do grupo de pesquisa, explicou que os planetas devem estar nas regiões que eles próprios estão formando. Foi exatamente lá que Elias 2-24 b foi descoberto.
A confirmação da existência deste planeta resolve um mistério que intrigava astrônomos há cerca de dez anos. Observações realizadas com o ALMA no Chile revelaram uma área no disco de poeira ao redor da estrela Elias 2-24. Posteriormente, um pequeno objeto luminoso nessa área foi detectado pelo Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul, também localizado no Chile.
O problema era que, de acordo com os modelos existentes de formação planetária, tal estrutura deveria ter surgido muito cedo e muito longe da estrela para que um planeta do tamanho de Júpiter pudesse se formar.
Os modelos atuais sugerem que, para formar um planeta do tamanho de Júpiter a uma distância equivalente à distância entre Júpiter e o Sol — pouco mais de cinco vezes a distância entre a Terra e o Sol —, são necessários cerca de cinco milhões de anos. Quanto maior a distância da estrela, mais tempo é necessário.
No entanto, Elias 2-24 b está a aproximadamente 55 vezes mais longe de sua estrela do que a Terra do Sol e já exibe características compatíveis com um planeta em formação.
Para determinar se este objeto luminoso é realmente um planeta, a equipe liderada por Bernardi realizou observações adicionais nos arquivos do Observatório V. M. Keck no Havaí. Os pesquisadores encontraram o mesmo objeto nos registros de 2018 e 2020. Ao analisar o movimento deste ponto luminoso ao longo do tempo, os astrônomos concluíram que seu comportamento corresponde ao de um planeta, e não a um erro óptico ou a uma estrela de fundo.
Bernardi enfatizou que essa confirmação só foi possível graças ao uso conjunto de vários telescópios.
Limitações dos métodos de detecção existentes
A maioria das cerca de seis mil exoplanetas confirmados tem bilhões de anos e orbita relativamente perto de suas estrelas. Isso está parcialmente relacionado ao fato de que a técnica de busca de exoplanetas mais utilizada depende do chamado trânsito. Este fenômeno ocorre quando um planeta passa em frente à sua estrela, causando uma pequena diminuição no brilho observado da estrela.
No entanto, para planetas recém-formados, este método torna-se significativamente mais difícil. Esses mundos ainda podem estar profundamente no material do disco que os formou e também podem orbitar muito longe de suas estrelas. Por causa disso, os cientistas têm poucas oportunidades de observar esta fase inicial diretamente.
Cieza observou que a galáxia está constantemente produzindo novas estrelas e planetas, portanto, teoricamente todo o processo pode ser observado, mas há uma grande escassez de dados que a maioria dos telescópios pode coletar. Atualmente, os cientistas estão 'quase cegos' para esses planetas 'bebês'.
Elias 2-24 b oferece exatamente essa oportunidade para estudar esse período. Como o planeta ainda está crescendo dentro do disco de gás e poeira, ele pode ajudar a testar e aprimorar os modelos usados para explicar a formação de mundos gigantes.
A confirmação também demonstra o potencial de novas ferramentas para estudar planetas muito jovens. O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, lançado em 30 de agosto, está equipado com um coronógrafo ainda mais potente e poderá observar planetas que atualmente são difíceis de detectar devido ao brilho de suas estrelas.
A mesma metodologia que permitiu identificar Elias 2-24 b permitirá que o telescópio Roman encontre planetas em órbitas menores, incluindo verdadeiros análogos de Júpiter que hoje são praticamente impossíveis de observar diretamente. Por exemplo, Elias 2-24 b está a aproximadamente dez vezes mais longe de sua estrela do que Júpiter do Sol.
Cieza concluiu que este é apenas o começo de uma nova era de descobertas. Ele observou que é surpreendente que as tecnologias modernas permitam observar o processo de formação de planetas, e que o Roman levará a busca por planetas a um novo nível.