Resumo:
Astrônomos confirmaram recentemente um exoplaneta gigante extremamente jovem, Elias 2-24 b. O planeta está a cerca de 450 anos-luz de distância da Terra e tem menos de 1 milhão de anos. Ainda está enterrado profundamente no disco de gás e poeira que rodeia a sua estrela-mãe e continua a acumular material do material circundante. Não só é o planeta mais jovem já descoberto, mas também se formou muito mais rápido do que as teorias atuais de formação de planetas esperavam.
Elias 2-24 b tem aproximadamente a mesma massa de Júpiter, e o sistema estelar em que se encontra ainda está num estágio muito inicial de evolução. Depois que uma estrela jovem nasce, geralmente resta ao seu redor uma grande quantidade de gás, poeira, gelo e material rochoso, que gira em torno da estrela para formar um disco protoplanetário. Com o tempo, o material no disco gradualmente colidiu, reuniu-se e formou corpos celestes cada vez maiores sob a influência da gravidade e, eventualmente, transformou-se em planetas. É extremamente raro que os astrónomos observem diretamente os planetas no processo, porque os planetas recém-nascidos são frequentemente obscurecidos pelo próprio gás e poeira que os formaram.
Os pesquisadores usaram o coronógrafo do Observatório Keck, no Havaí, para reanalisar dados de observação acumulados anteriormente. Um coronógrafo bloqueia a luz extremamente brilhante de uma estrela, dando aos astrônomos a oportunidade de procurar objetos próximos e muito menos luminosos. A equipa de investigação já conduziu observações em 7 estrelas com discos de material à sua volta, e estruturas como anéis e lacunas nestes discos foram consideradas possivelmente relacionadas com os planetas em formação.
Entre eles, há uma lacuna estreita muito óbvia no disco de poeira ao redor de Elias 2-24. Os investigadores acreditam que se um planeta estivesse a crescer aqui, a sua gravidade continuaria a sugar o material circundante e a abrir uma órbita no disco, criando uma lacuna óbvia. Finalmente, os pesquisadores encontraram Elias 2-24 b dentro desta lacuna.
A descoberta deste planeta remonta há cerca de 10 anos. Anteriormente, o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile, havia descoberto uma lacuna no disco de poeira que rodeia Elias 2-24. Posteriormente, o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul descobriu um ponto de luz muito fraco nesta lacuna. Os astrónomos suspeitaram na altura que poderia ser um planeta em formação, mas esta explicação era difícil de conciliar com os modelos existentes de formação planetária.
O problema é que este candidato a planeta está muito longe da sua estrela-mãe, cerca de 55 vezes a distância da Terra ao Sol. Segundo a teoria atual, seriam necessários cerca de 5 milhões de anos para formar um planeta gigante com a massa de Júpiter a uma distância do Sol equivalente à órbita de Júpiter, e se estiver mais longe da estrela, normalmente demora mais. No entanto, o sistema estelar no qual Elias 2-24 b está localizado tem menos de 1 milhão de anos, o que significa que deve ter completado um crescimento em grande escala num tempo muito mais curto do que o teoricamente esperado.
Os pesquisadores recuperaram então os arquivos históricos de observação do Observatório Keck, na esperança de confirmar se o misterioso ponto de luz já havia aparecido. Os resultados mostraram que a mesma fonte de luz fraca também apareceu nos dados de observação do Telescópio Keck em 2018 e 2020. Ao combinar observações de diferentes anos e rastrear a posição da mancha ao longo do tempo, os investigadores descobriram que ela se movia de uma forma consistente com um planeta que orbita a estrela, em vez de uma estrela de fundo ou um artefacto produzido pelo processo de imagem do telescópio.
Essas observações de longo prazo finalmente permitiram que a equipe de pesquisa confirmasse que esse misterioso ponto de luz é Elias 2-24 b. Não só tem uma massa próxima de Júpiter, mas ainda está em fase de crescimento, continuando a acumular material circundante, por isso os astrónomos estão na verdade a observar o processo de “nascimento” de um planeta gigante.
Esta descoberta coloca novos desafios às teorias existentes sobre a formação de planetas. Os planetas mais jovens que se pensava estarem localizados nos sistemas PDS 70 e WISPIT 2 têm mais de 5 milhões de anos. Elias 2-24 b tem menos de 1 milhão de anos, mas cresceu até atingir quase a massa de Júpiter, indicando que a taxa de formação de planetas gigantes pode ser muito mais rápida do que se pensava anteriormente.
Os pesquisadores apontaram que a Via Láctea está constantemente formando novas estrelas e planetas, portanto, na verdade, existem planetas em vários estágios de evolução no universo. No entanto, o alcance que os telescópios existentes podem observar diretamente ainda é muito limitado. A maioria dos cerca de 6.000 exoplanetas confirmados tem milhares de milhões de anos e normalmente orbitam relativamente perto das suas estrelas-mãe. Em contraste, os planetas recém-nascidos estão frequentemente escondidos em espessas camadas de poeira e gás, tornando difícil para os astrónomos vê-los diretamente.
Os métodos tradicionais de descoberta de exoplanetas agravam ainda mais este preconceito. Um grande número de exoplanetas são descobertos através do método de trânsito, que é quando um planeta passa entre os observadores da Terra e a estrela, bloqueia brevemente parte da luz da estrela, causando uma ligeira diminuição no brilho da estrela. Mas para os planetas jovens, os discos espessos de poeira podem obscurecê-los, e os planetas mais distantes das suas estrelas têm períodos orbitais muito longos, pelo que os eventos de trânsito são mais raros.
Elias 2-24 b oferece, portanto, uma oportunidade extremamente rara para os cientistas estudarem diretamente o crescimento inicial de um planeta gigante. Os investigadores acreditam que este tipo de planetas extremamente jovens pode ajudar a melhorar os modelos de formação planetária atualmente estabelecidos com base em cálculos teóricos, simulações computacionais e observações de estrelas jovens, e explicar porque é que alguns planetas podem crescer rapidamente num espaço de tempo muito curto.
No futuro, espera-se que o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA expanda ainda mais esta capacidade de observação. O Telescópio Romano foi lançado em 30 de agosto e está equipado com um coronógrafo mais avançado, que pode distinguir com mais eficácia os planetas circundantes extremamente fracos do forte brilho das estrelas.
O telescópio romano também pode usar métodos de imagem direta para encontrar planetas jovens, e espera-se que observe planetas mais próximos da estrela, incluindo alguns "gémeos de Júpiter" que atualmente são difíceis de ver diretamente com telescópios. Em comparação, Elias 2-24 b orbita atualmente cerca de 10 vezes mais longe da sua estrela-mãe do que uma órbita típica de Júpiter.
Os astrónomos esperam que, à medida que uma nova geração de equipamento de observação como o Roman entrar em utilização, um grande número de "planetas bebés" que estiveram escondidos no disco protoplanetário durante muito tempo venham gradualmente a aparecer. Ao observar planetas jovens de diferentes idades, diferentes distâncias orbitais e diferentes massas, os cientistas poderão ser capazes de restaurar de forma mais completa todo o processo, desde um disco de poeira e gás até um sistema planetário maduro, pela primeira vez.
A descoberta de Elias 2-24 b significa que os astrónomos podem agora ver directamente sinais do crescimento de planetas gigantes num ambiente cósmico real, e este planeta, que tem menos de 1 milhão de anos, também mostra que pelo menos alguns planetas gigantes podem formar-se rapidamente num tempo muito mais curto do que o previsto pelos modelos tradicionais. Os resultados da pesquisa foram publicados no "The Astrophysical Journal Letters" em 16 de setembro de 2026.
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