Um projeto de pesquisa de três anos financiado pela National Science Foundation está em andamento para desvendar as origens dos Júpiteres quentes excêntricos, gigantes gasosos massivos com órbitas alongadas ao redor de suas estrelas. Liderado por um astrônomo da Northern Arizona University, o estudo visa explicar por que esses planetas se alinham precisamente com os equadores de suas estrelas apesar de seus caminhos incomuns. As descobertas podem reformular o entendimento da formação planetária, incluindo nosso próprio sistema solar.
Júpiteres quentes excêntricos são uma classe intrigante de exoplanetas: gigantes gasosos massivos que orbitam suas estrelas em caminhos esticados e inesperados, diferente dos Júpiteres quentes que orbitam mais de perto. Por anos, os cientistas assumiram que os Júpiteres quentes se formavam de forma semelhante aos Júpiteres quentes, mas dados de telescópios aprimorados revelaram diferenças chave. Os Júpiteres quentes quase sempre se alinham com os equadores de suas estrelas, e quanto mais alongadas suas órbitas, mais preciso o alinhamento—um padrão que nenhuma teoria atual explica.
Daniel Muñoz, astrônomo do Departamento de Astronomia e Ciência Planetária da Northern Arizona University, está liderando a investigação com colaboradores na Indiana University Bloomington. O projeto, financiado pela National Science Foundation, durará até 2028 e inclui a construção de um novo catálogo desses planetas usando dados do Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA.
“A variabilidade dos planetas extrasolares é simplesmente enorme”, disse Muñoz. “Sistemas extrasolares podem se parecer com nosso sistema solar, mas em alguns casos, parecem completamente diferentes e exóticos. Estamos muito interessados em ver como o sistema solar se forma no contexto ao entender sistemas que se parecem com o nosso e aqueles que parecem completamente diferentes. Podemos obter uma noção do que são os extremos, quão média é nossa história de formação planetária e quão médio é nosso sistema solar.”
Muñoz está explorando múltiplas hipóteses para essas órbitas. Uma envolve planetas companheiros que alteram caminhos sem causar desalinhamento. Outra aponta para interações com nebulosas gasosas onde os planetas se formam. Sua teoria favorita sugere que ondas internas em estrelas fluidas poderiam extrair energia das órbitas, impondo alinhamento.
“Os dados nos dizem que os Júpiteres quentes não são apenas o final da cauda dos Júpiteres quentes”, disse Muñoz. “Eles nos dizem que podem ter uma história diferente. Precisamos entender se isso é apenas uma peculiaridade—se esses são casos patológicos que acontecem talvez uma vez a cada milhão de casos—ou se há um processo físico adicional que ignoramos no passado e que poderíamos desvendar.”
Como teórico, Muñoz usa modelos de computador e cálculos para testar ideias. “Sou teórico, então trabalho em modelos usando computadores pesados, cálculos com lápis e papel e qualquer coisa no meio”, disse ele. “Não temos um modelo que previu isso desde o início, então vamos enlouquecer e mergulhar nas formas mais criativas que pudermos pensar para esse problema. Mas uma vez que você tem um modelo matemático, isso é apenas o começo.”
No próximo ano, Muñoz planeja contratar um aluno de pós-graduação para ajudar. Seu trabalho na hipótese de ondas estelares mostra promessa, com publicações esperadas em breve. Entender esses processos poderia revelar aspectos ocultos da evolução do sistema solar.