Astrônomos oferecem novo modelo para a formação de planetas ‘flutuantes’ recentemente descobertos

Esquemas da produção JuMBO a partir de encontros estelares. Esquerda: Uma passagem estelar próxima a um sistema planetário resulta na ejeção de dois planetas, que permanecem ligados e formam um binário planetário flutuante. À direita: Dois planetas coplanares de massa igual orbitam uma estrela de massa M1. Uma estrela intrusa de massa M2 voa com velocidade assintótica v? paralela à direção X com parâmetro de impacto b e ângulo – no plano perpendicular à direção do movimento de M2. O plano orbital planetário forma um ângulo I e é girado por um ângulo “, em relação à direção do movimento de M2. Crédito: Astronomia da Natureza (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02239-2

doi.org/10.1038/s41550-024-02239-2
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A recente descoberta de uma potencial nova classe de planetas distantes e misteriosos “flutuantes” tem intrigado os astrônomos desde que novas imagens impressionantes capturadas pelo Telescópio Espacial James Webb foram compartilhadas no final do ano passado.

Estes candidatos a planeta, conhecidos como Objetos Binários com a Massa de Júpiter (JuMBOs), parecem orbitar uns aos outros enquanto flutuam livremente no espaço, livres de qualquer estrela – o que contraria as teorias prevalecentes sobre como se pensava que os sistemas planetários funcionavam.

Agora, um novo estudo realizado por uma equipe de astrofísicos da UNLV e da Stony Brook University, publicado em 19 de abril na revista Nature Astronomy, apresenta um modelo convincente de como esses JuMBOs podem ter se formado.

A equipe usou técnicas avançadas, conhecidas como simulações diretas de N corpos, para explorar como as interações dentro de aglomerados estelares densos poderiam levar à ejeção de planetas gigantes que permanecem gravitacionalmente ligados uns aos outros enquanto vagam pela galáxia.

Esta investigação significativa oferece um modelo de como estes binários enigmáticos podem formar-se, preenchendo uma lacuna crítica na nossa compreensão da evolução planetária.

“As nossas simulações demonstram que encontros estelares próximos podem ejectar espontaneamente pares de planetas gigantes dos seus sistemas nativos, levando-os a orbitarem-se uns aos outros no espaço,” disse o autor correspondente do estudo, Yihan Wang, pós-doutorando no Centro de Astrofísica do Nevada na UNLV.

“Estas descobertas podem alterar significativamente a nossa percepção da dinâmica planetária e da diversidade dos sistemas planetários no nosso universo.” A investigação indica que tais eventos são mais prováveis de ocorrer em aglomerados estelares densamente povoados, sugerindo que planetas binários flutuantes podem ser mais comuns do que se pensava anteriormente.

As características destes pares planetários – tais como a sua separação e excentricidade orbital – fornecem novos conhecimentos sobre as violentas condições ambientais que influenciam a formação planetária.

“Ele introduz interações estelares dinâmicas como um fator importante no desenvolvimento de sistemas planetários incomuns em ambientes estelares densos”, disse Rosalba Perna, coautora do estudo e professora de física e astronomia na Universidade Stony Brook.

Segundo os investigadores, este novo trabalho amplia o que sabemos sobre a formação planetária e também prepara o terreno para futuras observações com o Telescópio Espacial James Webb (James Webb), o que poderá fornecer mais evidências que apoiam as previsões da equipe.

“Compreender a formação dos JuMBOs ajuda-nos desafiando e refinar as teorias prevalecentes sobre a formação de planetas”, disse o astrofísico da UNLV e co-autor do estudo, Zhaohuan Zhu.

“As próximas observações do James Webb podem ajudar-nos fazendo exatamente isso, oferecendo novos conhecimentos a cada observação que nos ajudarão a formular melhor novas teorias sobre a formação de planetas gigantes.”

Publicado em 27/04/2024 01h36

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