Os misteriosos planetas de “algodão doce” podem ter anéis

À medida que encontramos mais exoplanetas na Via Láctea, os astrónomos estão a descobrir objetos estranhos que não existem no nossos Sistema Solar. Um desses fenómenos são misteriosos planetas de “algodão doce”, que têm o tamanho de gigantes gasosos, mas são muito menos massivos.

Estes planetas estão a intrigar os cientistas, que ainda não sabem como é que eles podem sequer existir. Em casos extremos, um planeta de “algodão doce” pode ter menos de 1% da massa de um gigante gasoso do mesmo tamanho.

Agora, os cientistas sugerem uma nova explicação: e se estes objetos forem, na verdade, pequenos planetas com anéis gigantes?

Esta explicação poderia desvendar os estranhos aspetos dos planetas de “algodão doce” e, ao mesmo tempo, ajudar a encontrar uma caraterística que ainda não foi descoberta em exoplanetas: anéis planetários.

Os planetas de “algodão doce” são detetados usando o método de trânsito: quando um telescópio estuda uma estrela à procura de mergulhos regulares na luz da estrela. Se mergulhos ocorrerem na mesma profundidade e no mesmo período de tempo entre cada um, isso pode ser inferido como um exoplaneta.

A quantidade de luz durante o mergulho pode ser usada para calcular o tamanho físico do exoplaneta. Outro método pode ser usado para calcular a massa do exoplaneta – à medida que os planetas orbitam as suas estrelas, exercem uma influência gravitacional própria, fazendo com que a estrela se mexa levemente. A quantidade dessa oscilação é determinada pela massa do planeta.

No caso dos planetas de “algodão doce”, as quedas de trânsito mostram um tamanho desproporcionalmente grande em comparação com a massa inferida pelo movimento da estrela.

Anthony Piro, astrónomo da Carnegie Institution for Science, e Shreyas Vissapragada, da Caltech, quiseram desvendar este mistério. Os resultados do seu estudo foram publicados em fevereiro na revista científica The Astronomical Journal.

Primeiro, começaram a pensar que tipos de objetos poderiam ter um tamanho tão grande, mas com uma densidade baixa, o que os levou a considerar anéis planetários. “Começámos a pensar: e se estes planetas não forem como o algodão doce?”, disse Piro, em comunicado. “E se parecerem tão grandes porque estão realmente cercados por anéis?”

No Sistema Solar, há quatro planetas que têm anéis: Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno. Apenas os anéis de Saturno são grandes, grossos e proeminentes. “Começámos a pensar: se [um extraterrestre] olhasse para nós de um mundo distante, reconheceria Saturno como um planeta com anéis ou pareceria um planeta inchado?“, disse Vissapragada.

Para o próximo passo, os cientistas usaram modelagem para descobrir se os anéis poderiam explicar o tamanho dos planetas de “algodão doce”. A resposta foi sim – mas apenas para alguns.

“Esses planetas tendem a orbitar próximo às estrelas hospedeiras, o que significa que os anéis teriam de ser rochosos, e não gelados”, disse Piro. “Mas os raios dos anéis rochosos só podem ser tão grandes, a menos que a rocha seja muito porosa, de modo que nem todos os planetas se encaixariam nessas restrições”.

Além disso, o planeta teria de ser achatado numa forma mais oval para impedir que os anéis entortassemo. Os exoplanetas que estão presos à estrela – o que significa que a sua rotação tem o mesmo período da órbita – podem estar a girar demasiado lentamente para criar essa forma.

Dadas essas restrições, três exoplanetas em particular foram considerados bons candidatos a anéis. O Kepler 87c e o Kepler 117c são maiores do que Neptuno, mas com massas de apenas 6,4 e 7,5 vezes a da Terra, respetivamente, tornando-os de densidade muito baixa. O terceiro, HIP 41378f, foi anunciado quando Piro e Vissapragada estavam a terminar o seu manuscrito e consideraram-o “especialmente emocionante” no contexto das descobertas, dado o quão bem atende a todas as suas restrições.

Os nossos instrumentos atuais não são suficientemente poderosos para acompanhar a busca por anéis, mas a equipa acredita que o Telescópio Espacial James Webb, que será lançado no próximo ano, estará pronto para a tarefa.

Os astrónomos esperam que observações mais detalhadas ajudem a desvendar o mistério de, pelo menos, alguns planetas de “algodão doce” – e finalmente revelem detalhes sobre os anéis gloriosos dos exoplanetas.