Não há nenhum mapa mostrando todos os bilhões de exoplanetas escondidos em nossa galáxia - eles estão tão distantes e tênues em comparação com suas estrelas, é difícil encontrá-los. Agora, astrônomos em busca de novos mundos estabeleceram uma possível placa de sinalização para exoplanetas gigantes.

Um novo estudo descobriu que exoplanetas gigantes que orbitam longe de suas estrelas são mais prováveis ​​de serem encontrados em torno de estrelas jovens que têm um disco de poeira e detritos do que aqueles sem discos. O estudo, publicado em The Astronomical Journal , focado em planetas com mais de cinco vezes a massa de Júpiter. Este estudo é o maior até agora de estrelas com discos de detritos empoeirados, e encontrou a melhor evidência de que planetas gigantes são responsáveis ​​por manter esse material sob controle.

"Nossa pesquisa é importante para saber como as missões futuras planejarão quais estrelas observar, "disse Tiffany Meshkat, autor principal e cientista assistente de pesquisa no IPAC / Caltech em Pasadena, Califórnia. Meshkat trabalhou neste estudo como pesquisador de pós-doutorado no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena. "Muitos planetas que foram encontrados por meio de imagens diretas estavam em sistemas que tinham discos de detritos, e agora sabemos que a poeira pode ser um indicador de mundos desconhecidos. "

Os astrônomos descobriram que a probabilidade de encontrar planetas gigantes de longo período é nove vezes maior para estrelas com discos de detritos do que estrelas sem discos. A estudante de graduação da Caltech, Marta Bryan, realizou a análise estatística que determinou esse resultado.

Os pesquisadores combinaram dados de 130 sistemas de estrela única com discos de detritos detectados pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA, e os comparou com 277 estrelas que não parecem hospedar discos. Os dois grupos de estrelas tinham entre alguns milhões e 1 bilhão de anos. Das 130 estrelas, 100 foram previamente examinados em busca de exoplanetas. Como parte deste estudo, pesquisadores acompanharam os outros 30 usando o Observatório W. M. Keck no Havaí e o Very Large Telescope do European Southern Observatory no Chile. Eles não detectaram nenhum novo planeta nesses 30 sistemas, mas os dados adicionais ajudaram a caracterizar a abundância de planetas em sistemas com discos.

A pesquisa não resolve diretamente por que os exoplanetas gigantes fariam com que os discos de destroços se formassem. Os autores do estudo sugerem que a enorme gravidade dos planetas gigantes faz com que pequenos corpos chamados planetesimais colidam violentamente, em vez de formar planetas adequados, e permanecer em órbita como parte de um disco.

"É possível que não encontremos pequenos planetas nesses sistemas porque, cedo, esses corpos maciços destruíram os blocos de construção dos planetas rochosos, enviando-os colidindo uns com os outros em alta velocidade, em vez de combiná-los suavemente, "disse o co-autor Dimitri Mawet, um professor associado de astronomia da Caltech e um cientista pesquisador sênior do JPL.

Por outro lado, exoplanetas gigantes são mais fáceis de detectar do que planetas rochosos, e é possível que haja alguns nesses sistemas que ainda não foram encontrados.

Nosso próprio sistema solar é o lar de gigantes gasosos responsáveis ​​por fazer "cinturões de detritos" - o cinturão de asteróides entre Marte e Júpiter, moldado por Júpiter, e o Cinturão Kuiper, moldado por Netuno. Muitos dos sistemas estudados por Meshkat e Mawet também têm duas correias, mas eles também são muito mais jovens que os nossos - até 1 bilhão de anos, em comparação com a idade atual do nosso sistema de 4,5 bilhões de anos. A juventude desses sistemas explica em parte por que eles contêm muito mais poeira - resultante da colisão de pequenos corpos - do que os nossos.

Um sistema discutido no estudo é o Beta Pictoris, que foi fotografado diretamente de telescópios terrestres. Este sistema tem um disco de detritos, cometas e um exoplaneta confirmado. Na verdade, os cientistas previram a existência deste planeta muito antes de ser confirmada, com base na presença e estrutura do disco proeminente.

Em um cenário diferente, a presença de dois cinturões de poeira em um único disco de detritos sugere que provavelmente há mais planetas no sistema cuja gravidade mantém esses cinturões, como é o caso do sistema HR8799 de quatro planetas gigantes. As forças gravitacionais de planetas gigantes empurram os cometas que passam para dentro em direção à estrela, que poderia imitar o período da história do nosso sistema solar cerca de 4 bilhões de anos atrás, conhecido como o Bombardeio Pesado Tardio. Os cientistas pensam que durante esse período, a migração de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno desviaram poeira e pequenos corpos para o Kuiper e o cinturão de asteróides que vemos hoje. Quando o Sol era jovem, haveria muito mais poeira em nosso sistema solar também.

"Ao mostrar aos astrônomos onde missões futuras, como o Telescópio Espacial James Webb da NASA, têm sua melhor chance de encontrar exoplanetas gigantes, esta pesquisa abre caminho para futuras descobertas, "disse Karl Stapelfeldt do JPL, cientista-chefe do Exoplanet Exploration Program Office da NASA e co-autor do estudo.