Seis planetas em dança complexa desafiam teorias da formação planetária

Com informações do ESO - 25/01/2021

Esta concepção artística mostra o planeta do sistema TOI-178 com a órbita mais afastada da sua estrela. O sistema possui seis exoplanetas e todos, exceto o mais próximo da estrela, estão trancados numa dança rítmica especial.
[Imagem: SO/L. Calçada/spaceengine.org]

Ressonância

Astrônomos descobriram um sistema com seis planetas, cinco dos quais estão presos em uma dança rítmica rara em torno da sua estrela central.

Mais do que uma curiosidade, o sistema sêxtuplo pode ajudar a melhorar nossas teorias sobre como os planetas se formam e evoluem - nossas teorias atuais não dão conta de explicar esse sistema tão complexo.

As observações feitas com o VLT (Very Large Telescope), no Chile, mostraram que a estrela TOI-178, na direção da constelação do Escultor e a cerca de 200 anos-luz de distância da Terra, possui seis planetas e que todos, exceto o mais próximo da estrela, estão trancados numa dança rítmica especial à medida que se movem nas suas órbitas.

Em outras palavras, esses exoplanetas encontram-se em ressonância, o que significa que há padrões que se repetem à medida que os planetas se deslocam em redor da estrela, com alguns planetas se alinhando entre si ao fim de algumas órbitas.

Existe uma ressonância em menor escala no nosso Sistema Solar, nas órbitas de três das luas de Júpiter: Io, Europa e Ganimedes. Io, o mais próximo de Júpiter dos três, completa quatro órbitas completas em torno de Júpiter para uma única órbita de Ganimedes, o mais afastado, e completa duas órbitas completas para cada órbita de Europa.

Os cinco exoplanetas mais exteriores do sistema TOI-178 seguem uma cadeia de ressonância muito mais complexa, uma das mais longas descobertas até hoje num sistema de planetas.

Enquanto as três luas de Júpiter têm uma ressonância 4:2:1, os cinco planetas mais exteriores do sistema TOI-178 seguem a cadeia 18:9:6:4:3, ou seja, enquanto o segundo planeta a contar da estrela (o primeiro na cadeia de ressonância) completa 18 órbitas, o terceiro planeta (o segundo da cadeia) completa 9 órbitas e assim por diante.

Densidades dos planetas

Mais do que uma curiosidade orbital, esta dança de planetas ressonantes nos dá pistas sobre o passado do sistema.

"As órbitas neste sistema estão muito bem ordenadas, o que nos diz que o sistema evoluiu bastante suavemente desde o seu nascimento," explicou Yann Alibert, da Universidade de Berna, na Suíça. Se o sistema tivesse sido significativamente perturbado no início da sua vida como, por exemplo, por um impacto gigante, esta frágil configuração de órbitas não teria sobrevivido.

Apesar do arranjo das órbitas ser bem organizado e ordenado, as densidades dos planetas "são muito mais desordenadas," acrescenta Nathan Hara, da Universidade de Genebra. "Parece haver um planeta tão denso como a Terra bem ao lado de um outro planeta muito 'fofo', com metade da densidade de Netuno, seguido por um planeta com a densidade de Netuno. Não é o que estamos habituados a ver".

No nosso Sistema Solar, por exemplo, os planetas estão arranjados de forma ordenada, com os planetas rochosos, mais densos, mais próximos da estrela central e os "fofos" planetas gasosos, de baixa densidade, mais afastados.

"Este contraste entre a harmonia rítmica dos movimentos orbitais e as densidades desordenadas desafia claramente a nossa compreensão da formação e evolução dos sistemas planetários," disse Adrien Leleu, principal responsável pelas observações.

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