Uma equipe de pesquisa internacional liderada pela astrofísica Lauren Weiss, da Université de Montréal, descobriu que os exoplanetas orbitando a mesma estrela tendem a ter tamanhos semelhantes e um espaçamento orbital regular. Esse padrão, revelado por novas observações do Observatório W. M. Keck de sistemas planetários descobertos pelo Telescópio Kepler, poderia sugerir que a maioria dos sistemas planetários tem uma história de formação diferente do sistema solar.

Graças em grande parte ao telescópio Kepler da NASA, lançado em 2009, muitos milhares de exoplanetas são agora conhecidos. Esta grande amostra permite que os pesquisadores não apenas estudem sistemas individuais, mas também para tirar conclusões sobre os sistemas planetários em geral. Dr. Weiss faz parte da equipe do California Kepler Survey, que usou o Observatório W. M. Keck em Maunakea, no Havaí, para obter espectros de alta resolução de 1305 estrelas hospedando 2025 planetas em trânsito originalmente descobertos por Kepler. A partir desses espectros, eles mediram tamanhos precisos das estrelas e seus planetas.

Nesta nova análise liderada por Weiss e publicada em The Astronomical Journal , a equipe se concentrou em 909 planetas pertencentes a 355 sistemas multiplanetários. Esses planetas estão localizados principalmente entre 1, 000 e 4, 000 anos-luz de distância da Terra. Usando uma análise estatística, a equipe encontrou dois padrões surpreendentes. Eles descobriram que os exoplanetas tendem a ter o mesmo tamanho que seus vizinhos. Se um planeta é pequeno, o próximo planeta em torno dessa mesma estrela é muito provável que também seja pequeno, e se um planeta é grande, o próximo provavelmente será grande. Eles também descobriram que os planetas orbitando a mesma estrela tendem a ter um espaçamento orbital regular.

"Os planetas em um sistema tendem a ser do mesmo tamanho e espaçados regularmente, como ervilhas em uma vagem. Esses padrões não ocorreriam se os tamanhos ou espaçamentos dos planetas fossem desenhados ao acaso ”, explica Weiss.

Os tamanhos semelhantes e espaçamento orbital dos planetas têm implicações na forma como a maioria dos sistemas planetários se forma. Na teoria clássica de formação de planetas, os planetas se formam no disco protoplanetário que envolve uma estrela recém-formada. Os planetas podem se formar em configurações compactas com tamanhos semelhantes e um espaçamento orbital regular, de uma maneira semelhante ao padrão recentemente observado em sistemas exoplanetários. Contudo, em nosso sistema solar, os planetas internos têm espaçamentos surpreendentemente grandes e diversos tamanhos. Evidências abundantes no sistema solar sugerem que Júpiter e Saturno perturbaram a estrutura inicial do nosso sistema, resultando nos quatro planetas terrestres amplamente espaçados que temos hoje. O fato de os planetas na maioria dos sistemas ainda terem tamanhos semelhantes e espaçados regularmente sugere que talvez eles não tenham sido perturbados desde sua formação.

Para testar essa hipótese, Weiss está conduzindo um novo estudo no Observatório Keck para procurar análogos de Júpiter em torno dos sistemas multiplanetários de Kepler. Os sistemas planetários estudados por Weiss e sua equipe têm vários planetas bem próximos de sua estrela. Devido à duração limitada da missão Kepler, pouco se sabe sobre que tipo de planetas, caso existam, existem em distâncias orbitais maiores em torno desses sistemas. Eles esperam testar como a presença ou ausência de planetas semelhantes a Júpiter em grandes distâncias orbitais se relacionam com os padrões dos sistemas planetários internos.

Independentemente de suas populações externas, a semelhança dos planetas nas regiões internas dos sistemas extrasolares requer uma explicação. Se o fator decisivo para os tamanhos dos planetas puder ser identificado, pode ajudar a determinar quais estrelas provavelmente terão planetas terrestres adequados para a vida.

O artigo "The California-Kepler Survey V. Ervilhas em um Pod:Os planetas em um sistema de vários planetas Kepler são semelhantes em tamanho e espaçados regularmente" foi publicado no The Astronomical Journal .