TOI-201: sistema planetário que desafia a coplanaridade

Nos registros da astronomia moderna, não havia nada parecido catalogado: os nossos modelos de formação planetária acabaram de levar um golpe considerável.

A astronomia - e, por consequência, a caça às exoplanetas - segue uma lógica estatística simples: quanto maior o conjunto de dados, maiores as chances de aparecerem fenômenos raríssimos. Como o catálogo de exoplanetas cresceu muito desde os anos 1990, a relação de mundos com características completamente absurdas só aumenta. Há exemplos como HD 189733 b, onde chove vidro derretido; TOI-3757 b, um planeta quatro vezes menos denso do que a água; Gliese 12 b, que lembra bastante a Terra; e, mais recentemente, PSR J2322-2650b, com uma forma que lembra a de um limão.

Agora, o destaque é um sistema de exoplanetas a cerca de 370 anos-luz do nosso planeta que contraria um princípio básico da planetologia. Ele foi caracterizado a partir de medições do satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), da NASA, e do observatório ASTEP (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets), recebendo o nome de TOI-201. O estudo sobre o sistema foi publicado em 15 de abril na revista Science.

Coplanaridade: o princípio que TOI-201 desafia

O ponto central é a coplanaridade: em um sistema planetário “normal”, os planetas orbitam praticamente no mesmo plano - como moedas apoiadas lado a lado sobre uma mesa. Em TOI-201, porém, as três planetas seguem planos orbitais próprios, cada uma com uma inclinação diferente. Esse arranjo incomum muda a forma como elas interagem gravitacionalmente, já que TOI-201 deriva a uma velocidade impressionante.

TESS e ASTEP: como o sistema TOI-201 foi caracterizado

As informações que permitiram descrever TOI-201 vieram de duas frentes complementares: as observações do TESS, missão da NASA voltada para detectar trânsitos planetários, e os dados do ASTEP, instalado na Antártica e dedicado à busca de exoplanetas em trânsito. Com esse conjunto, os astrônomos conseguiram delinear as propriedades do sistema e perceber o quanto ele foge do padrão.

TOI-201: um sistema planetário acelerado

O sistema TOI-201 é formado por uma estrela de mesmo nome, um pouco maior e mais massiva do que o Sol: 1,3 vez o seu diâmetro e 1,3 vez a sua massa.

A primeira planeta é uma super-Terra rochosa, com massa seis vezes maior que a da Terra, completando uma volta em apenas 5,8 dias terrestres. A segunda é uma gigante gasosa, com metade da massa de Júpiter, e período orbital de 53 dias. Já a terceira é um gigante de verdade: dezesseis vezes a massa de Júpiter, com período orbital de 7,9 anos. Além de terem composições bem diferentes, as suas órbitas também são muito atípicas quando comparadas ao que se observa no restante do Universo conhecido.

“No Sistema Solar, quase todas as planetas são coplanares, mas aqui não é o caso e cada planeta é diferente”, observa Tristan Guillot, astrônomo do Observatório da Côte d’Azur. Segundo ele, isso está ligado à órbita da gigante gasosa, que é bastante achatada e inclinada, e exerce uma influência gravitacional extremamente forte sobre as duas vizinhas.

Deriva orbital em tempo real e impacto observacional

Essa influência é tão intensa que altera as órbitas das outras planetas com tamanha rapidez que, em… dois séculos, o sistema inteiro deixará de ser observável a partir da Terra. Para efeito de comparação, as interações gravitacionais entre as planetas do nosso próprio Sistema Solar só produzem mudanças orbitais mensuráveis depois de várias dezenas de milhões de anos - e ainda assim em proporções minúsculas na escala humana.

Estimativas indicam que a taxa de deriva de TOI-201 é cerca de 100 000 vezes maior do que a de um sistema planetário padrão, tornando-o o primeiro sistema cuja reorganização orbital pode ser acompanhada em tempo real a partir da Terra. Nas palavras de Ismael Mireles, doutorando da Universidade do Novo México e responsável pelo estudo, trata-se de uma oportunidade valiosa para “entender como sistemas planetários como o nosso próprio Sistema Solar se formam e evoluem ao longo do tempo”. Assim, quem acompanhar TOI-201 poderá ver o sistema mudar entre o começo e o fim da própria carreira - algo inédito em 40 anos de caça às exoplanetas.