Há uma população ainda não vista de planetas semelhantes a Júpiter orbitando estrelas semelhantes ao Sol próximas, aguardando descoberta por futuras missões como o telescópio espacial WFIRST da NASA, de acordo com novos modelos de formação de planetas gigantes gasosos por Alan Boss da Carnegie, descrito em uma publicação futura no Astrophysical Journal . Seus modelos são suportados por um novo Ciência artigo sobre a descoberta surpreendente de um planeta gigante gasoso orbitando uma estrela de baixa massa.

"Os astrônomos atingiram uma mina de ouro na busca e detecção de exoplanetas de todos os tamanhos e faixas desde o primeiro exoplaneta confirmado, um Júpiter quente, foi descoberto em 1995, "Boss explicou." Literalmente milhares e milhares foram encontrados até hoje, com massas variando de menos do que a da Terra, a muitas vezes a massa de Júpiter. "

Mas ainda existem lacunas no conhecimento dos cientistas sobre os exoplanetas que orbitam suas estrelas a distâncias semelhantes àquelas em que os gigantes gasosos do nosso Sistema Solar orbitam o Sol. Em termos de massa e período orbital, planetas como Júpiter representam uma população particularmente pequena de exoplanetas conhecidos, mas ainda não está claro se isso é devido a vieses nas técnicas de observação usadas para encontrá-los - que favorecem planetas com órbitas de curto período em relação àqueles com órbitas de longo período - ou se isso representa um déficit real na demografia de exoplanetas.

Todas as recentes descobertas de exoplanetas levaram a um foco renovado em modelos teóricos de formação de planetas. Existem dois mecanismos principais para prever como os planetas gigantes gasosos se formam a partir do disco giratório de gás e poeira que circunda uma jovem estrela - de baixo para cima, chamado acréscimo de núcleo, e de cima para baixo, chamado de instabilidade do disco.

O primeiro se refere à construção lenta de um planeta por meio das colisões de materiais cada vez maiores - grãos de poeira sólida, seixos, pedregulhos, e eventualmente planetesimais. O último se refere a um processo disparado rapidamente que ocorre quando o disco é massivo e frio o suficiente para formar braços espirais e então densos aglomerados de gás autogravitante e poeira se contraem e se aglutinam em um planeta bebê.

Embora a acumulação do núcleo seja considerada o mecanismo de formação de planetas de consenso, Boss tem sido um defensor do mecanismo de instabilidade de disco concorrente, datado de 1997, seminal Ciência papel.

A descoberta recém-publicada por uma equipe liderada pelo Instituto de Estudos Espaciais da Catalunha de uma estrela que tem um décimo da massa do nosso Sol e hospeda pelo menos um planeta gigante gasoso está desafiando o método de acréscimo de núcleo.

A massa de um disco deve ser proporcional à massa da jovem estrela em torno da qual ele gira. O fato de que pelo menos um gigante gasoso - possivelmente dois - foi encontrado em torno de uma estrela que é muito menor do que o nosso Sol indica que o disco original era enorme, ou que o acréscimo do núcleo não funciona neste sistema. Os períodos orbitais para estrelas de menor massa são mais longos, o que evita que a acumulação do núcleo forme gigantes gasosos antes que o gás do disco desapareça, como o acréscimo do núcleo é um processo muito mais lento do que a instabilidade do disco, de acordo com Boss.

"É uma grande justificativa para o método de instabilidade de disco e uma demonstração de como uma descoberta incomum pode balançar o pêndulo em nossa compreensão de como os planetas se formam, "disse um dos membros da equipe de pesquisa do IEEC, Guillem Anglada-Escudé, ele próprio um ex-pós-doutorado da Carnegie.

As últimas simulações de Boss seguem a evolução tridimensional de discos ativos que começam em uma configuração estável. Em uma variedade de escalas de tempo, esses discos se resfriam e formam braços espirais, eventualmente resultando em aglomerados densos que representam protoplanetas recém-nascidos. Suas massas e distâncias da estrela hospedeira são semelhantes às de Júpiter e Saturno.

"Meus novos modelos mostram que a instabilidade do disco pode formar aglomerados densos a distâncias semelhantes às dos planetas gigantes do Sistema Solar, "disse Boss." O censo de exoplanetas ainda está em andamento, e este trabalho sugere que existem muitos mais gigantes gasosos à espera de serem contados. "