Durante a maior parte da história humana, nossa compreensão de como os planetas se formam e evoluem foi baseada nos oito (ou nove) planetas do nosso sistema solar. Mas nos últimos 25 anos, a descoberta de mais de 4, 000 exoplanetas, ou planetas fora do nosso sistema solar, mudou tudo isso.

Entre os mais intrigantes desses mundos distantes está uma classe de exoplanetas chamados Júpiteres quentes. Semelhante em tamanho a Júpiter, esses planetas dominados por gás orbitam extremamente perto de suas estrelas-mãe, circulando-os em apenas 18 horas. Não temos nada parecido em nosso próprio sistema solar, onde os planetas mais próximos do Sol são rochosos e orbitam muito mais longe. As questões sobre os Júpiteres quentes são tão grandes quanto os próprios planetas:eles se formam perto de suas estrelas ou mais longe antes de migrar para o interior? E se esses gigantes migrarem, o que isso revelaria sobre a história dos planetas em nosso próprio sistema solar?

Para responder a essas perguntas, os cientistas precisarão observar muitos desses gigantes quentes bem no início de sua formação. Agora, um novo estudo no Astronomical Journal relatórios sobre a detecção do exoplaneta HIP 67522 b, que parece ser o Júpiter quente mais jovem já encontrado. Ele orbita uma estrela bem estudada com cerca de 17 milhões de anos, o que significa que o quente Júpiter é provavelmente apenas alguns milhões de anos mais jovem, enquanto a maioria dos Júpiteres quentes conhecidos tem mais de um bilhão de anos. O planeta leva cerca de sete dias para orbitar sua estrela, que tem uma massa semelhante à do sol. Localizado a apenas cerca de 490 anos-luz da Terra, HIP 67522 b é cerca de 10 vezes o diâmetro da Terra, ou perto de Júpiter. Seu tamanho indica fortemente que é um planeta dominado por gás.

HIP 67522 b foi identificado como candidato a planeta pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, que detecta planetas por meio do método de trânsito:os cientistas procuram por pequenas quedas no brilho de uma estrela, indicando que um planeta em órbita passou entre o observador e a estrela. Mas as estrelas jovens tendem a ter muitas manchas escuras em suas superfícies - manchas estelares, também chamadas de manchas solares quando aparecem no Sol - que podem ser semelhantes a planetas em trânsito. Então, os cientistas usaram dados do observatório infravermelho recém-aposentado da NASA, o telescópio espacial Spitzer, para confirmar que o sinal de trânsito era de um planeta e não de um ponto estelar. (Outros métodos de detecção de exoplanetas produziram indícios da presença de Júpiteres quentes ainda mais jovens, mas nenhum foi confirmado.)

A descoberta oferece esperança de encontrar mais jovens Júpiteres quentes e aprender mais sobre como os planetas se formam em todo o universo - mesmo aqui em casa.

"Podemos aprender muito sobre nosso sistema solar e sua história estudando os planetas e outras coisas que orbitam o Sol, "disse Aaron Rizzutto, um cientista de exoplanetas da Universidade do Texas em Austin que liderou o estudo. "Mas nunca saberemos quão único ou comum é nosso sistema solar, a menos que estejamos procurando por exoplanetas. Cientistas de exoplanetas estão descobrindo como nosso sistema solar se encaixa no quadro maior da formação de planetas no universo."

Migrando gigantes?

Existem três hipóteses principais de como os Júpiteres quentes ficam tão perto de suas estrelas-mãe. Uma é que eles simplesmente se formam lá e ficam parados. Mas é difícil imaginar planetas se formando em um ambiente tão intenso. Não só o calor escaldante vaporizaria a maioria dos materiais, mas estrelas jovens frequentemente explodem com explosões massivas e ventos estelares, potencialmente dispersando quaisquer planetas emergentes.

Parece mais provável que os gigantes gasosos se desenvolvam mais longe de sua estrela-mãe, além de uma fronteira chamada linha de neve, onde é frio o suficiente para a formação de gelo e outros materiais sólidos. Planetas semelhantes a Júpiter são compostos quase inteiramente de gás, mas eles contêm núcleos sólidos. Seria mais fácil para esses núcleos se formarem além da linha de neve, onde materiais congelados poderiam se agarrar como uma bola de neve crescendo.

As outras duas hipóteses assumem que este é o caso, e os quentes Júpiteres vagueiam para mais perto de suas estrelas. Mas qual seria a causa e o momento da migração?

Uma ideia postula que os Júpiteres quentes começam sua jornada no início da história do sistema planetário, enquanto a estrela ainda está rodeada pelo disco de gás e poeira a partir do qual ela e o planeta se formaram. Neste cenário, a gravidade do disco interagindo com a massa do planeta poderia interromper a órbita do gigante gasoso e fazer com que ele migrasse para dentro.

A terceira hipótese sustenta que Júpiteres quentes chegam perto de sua estrela mais tarde, quando a gravidade de outros planetas ao redor da estrela pode conduzir a migração. O fato de que HIP 67522 b já está tão perto de sua estrela tão cedo após sua formação indica que esta terceira hipótese provavelmente não se aplica neste caso. Mas um jovem Júpiter quente não é suficiente para resolver o debate sobre como todos eles se formam.

"Os cientistas gostariam de saber se existe um mecanismo dominante que forma a maioria dos Júpiteres quentes, "disse Yasuhiro Hasegawa, um astrofísico especializado em formação de planetas no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA que não estava envolvido no estudo. "Na comunidade agora não há consenso claro sobre qual hipótese de formação é mais importante para reproduzir a população que observamos. A descoberta deste jovem Júpiter quente é emocionante, mas é apenas uma dica da resposta. Para resolver o mistério, vamos precisar de mais. "

TESS é uma missão Astrophysics Explorer da NASA liderada e operada pelo MIT em Cambridge, Massachusetts, e administrado pelo Goddard Space Flight Center da NASA. Parceiros adicionais incluem Northrop Grumman, baseado em Falls Church, Virgínia; Centro de Pesquisa Ames da NASA no Vale do Silício da Califórnia; o Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, Massachusetts; Laboratório Lincoln do MIT; e o Space Telescope Science Institute em Baltimore. Mais de uma dúzia de universidades, institutos de pesquisa e observatórios em todo o mundo são participantes da missão.