Em toda a vastidão da Via Láctea, planetas conhecidos como “sub-Netunos” são muito comuns, embora sejam raros aqui no Sistema Solar. Esses mundos têm tamanhos entre o da Terra e o do gigante gelado Netuno.
Estudos revelam que entre 30% e 50% das estrelas semelhantes ao Sol possuem pelo menos um desses sub-Netunos em órbita, mas medir suas densidades tem sido um desafio para os cientistas que estudam exoplanetas.
Dependendo da técnica utilizada para medir essas densidades, os sub-Netunos parecem se dividir em duas categorias distintas: os “inchados” e os “não inchados”. A questão central é se essas diferenças refletem realmente duas populações diferentes de sub-Netunos ou se são condicionadas às técnicas de medição utilizadas.
Pesquisadores suíços encontram resposta
Recentemente, uma pesquisa conduzida pela Universidade de Genebra (UNIGE) e pela Universidade de Berna (UNIBE), ambas na Suíça, sugere que existem, de fato, duas famílias fisicamente distintas de sub-Netunos. Curiosamente, os inchados tendem a estar em ressonância com outros planetas em seus sistemas.
Quando planetas estão em ressonância, significa que eles completam suas órbitas em períodos de tempo específicos que formam relações matemáticas simples. Um exemplo notável desse fenômeno é o sistema planetário do HD 110067, localizado a 100 anos-luz da Terra.
Nesse sistema, seis sub-Netunos dançam em torno de sua estrela numa coreografia cósmica precisa: o planeta mais interno completa uma órbita a cada 9,1 dias terrestres, enquanto o mais externo faz isso a cada 54,7 dias. Esses planetas estão em uma ressonância notável de 6:1, onde para cada órbita do planeta mais externo, o planeta interno completa seis.
Essa sincronia entre os planetas sugere que sistemas planetários como o HD 110067 podem ter um papel na formação de sub-Netunos menos densos. Modelos sugerem que apenas cerca de 5% dos sistemas planetários conseguem manter essa ressonância ao longo de bilhões de anos. A quebra dessa ressonância pode levar a colisões entre planetas, resultando em fusões que transformam planetas menos densos em mundos mais compactos.
Leveza de planetas sub-Netunos pode vir do processo de formação
A pesquisa da equipe da UNIGE e UNIBE propõe que a leveza dos sub-Netunos ressonantes pode estar ligada ao seu processo de formação. Modelos computacionais desenvolvidos em Berna indicam que planetas em ressonância tendem a ser menos densos, devido às interações gravitacionais e às colisões que ocorrem durante a sua formação.
Medir a densidade de um planeta requer informações precisas sobre sua massa e raio. Duas técnicas principais são usadas para isso: a Variação do Tempo de Trânsito (TTV), que detecta variações no tempo que um planeta leva para atravessar sua estrela, e o Método de Velocidade Radial, que mede pequenas variações na velocidade da estrela devido à presença do planeta ao seu redor.
A análise estatística realizada pela equipe mostrou que o método TTV tende a captar sub-Netunos com densidades mais baixas do que o método de Velocidade Radial. Além disso, planetas em sistemas ressonantes tendem a ser menos densos do que aqueles em sistemas não ressonantes, independentemente do método de medição utilizado.
Compreender essas dinâmicas pode ajudar os cientistas a explicar por que o nosso sistema solar carece de sub-Netunos, apesar de sua prevalência em outros sistemas planetários. A pesquisa foi publicada recentemente na revista Astronomy & Astrophysics, contribuindo para uma melhor compreensão da evolução dos planetas mais comuns na Via Láctea e dos sistemas estelares em geral.