Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb detectaram enxofre nas atmosferas de exoplanetas gigantes no sistema HR 8799, sugerindo que se formaram por acreção de núcleo semelhante a Júpiter. Essa descoberta desafia modelos anteriores, pois esses planetas são cinco a dez vezes mais massivos que Júpiter e orbitam muito mais longe de sua estrela. A descoberta foi liderada por pesquisadores da University of California San Diego e publicada na Nature Astronomy.
O sistema estelar HR 8799, localizado a cerca de 133 anos-luz na constelação de Pégaso, contém quatro gigantes gasosos, cada um entre cinco e dez vezes a massa de Júpiter. Esses planetas orbitam sua estrela a distâncias de 15 a 70 unidades astronômicas, muito além do que modelos anteriores previam para formação por acreção de núcleo, onde um núcleo sólido se constrói a partir de poeira e gelo antes de acumular gás. Uma equipe liderada por Jean-Baptiste Ruffio, cientista de pesquisa da University of California San Diego, analisou dados do JWST para estudar as atmosferas de três planetas internos do sistema. Usando espectroscopia, identificaram assinaturas de enxofre, incluindo sulfeto de hidrogênio em HR 8799 c, e provavelmente nos outros dois. A presença de elementos refratários como enxofre indica que os planetas se formaram por acreção de núcleo em vez de instabilidade gravitacional, que se assemelharia à formação de anãs marrons. «Com sua sensibilidade sem precedentes, o JWST está permitindo o estudo mais detalhado das atmosferas desses planetas, dando-nos pistas sobre seus caminhos de formação. Com a detecção de enxofre, podemos inferir que os planetas HR 8799 provavelmente se formaram de forma semelhante a Júpiter, apesar de serem cinco a dez vezes mais massivos, o que era inesperado», afirmou Ruffio. O sistema é jovem, com cerca de 30 milhões de anos, permitindo detecção mais clara do calor de formação. Os planetas também mostram níveis mais altos de elementos pesados como carbono e oxigênio em comparação com sua estrela hospedeira, apoiando origens planetárias. Quinn Konopacky, professor de astronomia e astrofísica da UC San Diego, observou: «Há muitos modelos de formação planetária a considerar. Acho que isso mostra que os modelos antigos de acreção de núcleo estão desatualizados. E dos modelos mais novos, estamos olhando para aqueles em que gigantes gasosos podem formar núcleos sólidos muito longe de sua estrela.» Ruffio acrescentou: «Acho que a questão é, quão grande um planeta pode ser? Um planeta pode ter 15, 20, 30 vezes a massa de Júpiter e ainda se formar como um planeta? Onde está a transição entre formação de planetas e formação de anãs marrons?» HR 8799 é o único sistema conhecido imagem direta com quatro gigantes gasosos tão massivos, embora outros com menos companheiros grandes existam. A pesquisa foi apoiada pela NASA.
