Sistema Solar “invertido”. Uma coleção de mundos que, desafiando toda a lógica, giram em torno da sua estrela num padrão que desafia tudo o que se conhece. Aqui na nossa vizinhança cósmica, os planetas interiores (de Mercúrio a Marte) são rochosos, e os planetas exteriores (Júpiter … a Netuno) são gasosos. Este padrão (primeiro a rocha, depois o gás) é observado de forma consistente em toda a Via Láctea.
Mas isto não acontece em torno da estrela LHS 1903, uma anã vermelha menor e mais fria que o nosso Sol. Existem quatro planetas em seu sistema que não seguem esta ordem. O primeiro e mais próximo mundo da estrela é rochoso, e os dois seguintes são gigantes gasosos. Mas mais longe, no limite exterior, os astrónomos foram surpreendidos por um quarto planeta porque também era rochoso. É como se você misturasse água e óleo em um copo, o óleo afundaria e a água flutuaria em cima.
A descoberta, feita pela Universidade de Warwick e envolvendo quase mil investigadores de todo o mundo, acaba de ser publicada na revista Science.
A ordem natural das coisas
A arquitetura dos sistemas planetários não é caprichosa, mas está sujeita à “ditadura térmica” imposta pela estrela recém-nascida. Imagine uma enorme nuvem de poeira e gás orbitando um pequeno sol. Perto da “fogueira” estelar, o calor é tão intenso que gases leves e gelo evaporam instantaneamente, deixando apenas materiais fortes e pesados, como ferro e pedra. Esta é a chamada “linha de neve”.
É por isso que Mercúrio, Vênus, Terra e Marte são esferas de rocha densa: nasceram perto de uma “fornalha” interna. Mas além disso, onde reina o frio, o gás e o gelo podem acumular-se em grandes quantidades, dando origem aos gigantes Júpiter ou Saturno. Esta é uma lei física tão elegante quanto intuitiva: tudo que é denso cai perto (ou se acomoda no fundo de um copo), enquanto tudo que é volátil fica longe (ou flutua). Pelo menos era isso que pensávamos até que o telescópio espacial CHEOPS da Agência Espacial Europeia (ESA) se voltasse para o LHS 1903.
Sistema solar anômalo
Esta estrela, também catalogada como TOI-1730, é uma estrela anã vermelha localizada a cerca de 220 anos-luz da Terra, no que poderíamos considerar a nossa vizinhança galáctica. E à primeira vista não há nada de especial nisso. Na verdade, é um dos milhares de pontos tênues que povoam o disco espesso da Via Láctea. Porém, ao analisar dados sobre trânsitos (pequenos eclipses causados por planetas que passam na frente de sua estrela), os pesquisadores encontraram algo muito difícil de explicar.
O sistema parecia começar normalmente: um planeta rochoso interno (LHS 1903 b, com raio de 1,3 raios terrestres), seguido por dois mundos gasosos com atmosferas estendidas (planetas c e d, com 2 e 2,5 raios terrestres). Até agora tudo bem. Mas então apareceu o LHS 1903e.
Este quarto mundo, o mais distante de todos, gira nas frias fronteiras externas do sistema. E de acordo com todos os modelos de formação planetária, deveria ser um gigante gasoso ou pelo menos um “sub-Netuno”, envolto em uma atmosfera densa. Em vez disso, os dados mostraram um planeta denso, rochoso e nu, medindo 1,7 raios terrestres. Uma “pedra” solitária onde deveria estar um gigante.
“Esta estranha desordem”, diz Thomas Wilson, físico da Universidade de Warwick e principal autor do estudo, “torna este sistema único de dentro para fora. “Os planetas rochosos normalmente não se formam longe da sua estrela-mãe, fora dos mundos gasosos.”
Carambola cósmica ou nova regra?
Como essa pedra chegou lá? Em seu estudo, os cientistas consideraram todas as hipóteses possíveis. Talvez o planeta tenha se formado perto de uma estrela e depois migrado para fora? Ou talvez um gigante gasoso tenha nascido e uma colisão catastrófica destruiu sua atmosfera?
A equipe de Wilson descarta tais opções. A resposta, como mostram os dados, é muito mais sutil: estamos lidando com um caso de “planetas se formando a partir de dentro”. Os factos indicam realmente que estes quatro mundos não nasceram ao mesmo tempo. O sistema LHS 1903 produziu seus planetas sequencialmente, um após o outro, começando pelo mais próximo.
Porém, quando chegou a vez do último planeta, o distante LHS 1903 e, a “festa” de formação planetária já havia terminado. O disco protoplanetário ficou sem gás. “No momento em que este último planeta exterior se formou”, explica Wilson, “o sistema já pode ter ficado sem gás, o que é considerado vital para a formação do planeta. Mas aqui está um mundo pequeno e rochoso que desafia as expectativas. “Parecemos ter encontrado a primeira evidência de que um planeta se formou num ambiente pobre em gás.”
Isto é o equivalente cósmico de chegar atrasado a um banquete e encontrar apenas migalhas quando o prato principal, o gás, já está pronto.
Sobrevivente dos tempos antigos
Mas há mais um detalhe que torna este sistema, se possível, ainda mais especial. E a estrela LHS 1903 situa-se no “disco grosso” da Via Láctea, uma região povoada por estrelas muito mais antigas que o nosso Sol. Isto sugere que estamos a observar uma relíquia, um sistema formado sob condições que podem ter sido mais comuns na juventude da nossa galáxia, mas que hoje parecem exóticas.
A comunidade científica foi rápida em responder. Porque esta descoberta não é apenas uma curiosidade, mas um aviso de que os nossos modelos teóricos, baseados quase exclusivamente no que vemos no nosso sistema solar, estão incompletos.
“Historicamente”, observa Isabel Rebollido, investigadora da ESA, “as nossas teorias sobre a formação planetária baseiam-se no que vemos e sabemos sobre o nosso sistema solar. “À medida que vemos cada vez mais sistemas exoplanetários diferentes, temos de reconsiderar estas teorias.”
“Muito sobre como os planetas se formam e evoluem”, enfatiza Maximilian Günther, cientista do projeto CHEOPS, “permanece um mistério. Encontrar pistas semelhantes para resolver este quebra-cabeça é exatamente o que o CHEOPS se propôs a fazer.”
