Em uma concepção artística divulgada pela ESA, o sistema planetário “invertido” aparece orbitando a estrela LHS 1903. Crédito: Agência Espacial Européia

Imagine que você está organizando uma estante de livros por tamanho: os menores e mais leves na frente, os pesados e volumosos ao fundo. Essa é, em essência, a regra de ouro que acreditávamos reger o universo. Contudo, a cerca de 116 anos-luz de distância, um sistema estelar chamado LHS 1903 decidiu que a organização convencional é superestimada. Em vez de seguir o padrão do nosso próprio quintal espacial — onde Mercúrio e a Terra são os “pequenos rochosos” internos e Júpiter é o “gigante gasoso” externo — esse novo sistema apresenta uma estrutura que desafia a lógica ja estabelecida.

A anarquia cósmica da estrela LHS 1903

O sistema em questão orbita uma anã vermelha, o tipo de estrela mais onipresente na Via Láctea. O que intriga os pesquisadores não é apenas a presença de quatro planetas, mas a ordem bizarra em que eles se apresentam. Temos um mundo rochoso próximo à estrela, seguido por dois mundos gasosos e, subitamente, um quarto planeta externo que é puramente rochoso. Thomas Wilson, professor assistente no departamento de física da University of Warwick, descreve esse cenário como algo inédito na astronomia moderna. Segundo o estudo publicado na prestigiada revista Science, o planeta mais externo, rotulado como LHS 1903 e, é uma super-Terra com um raio cerca de 1,7 vezes o da nossa casa terrestre.

Encontrar uma rocha sólida flutuando tão longe de seu sol, logo após dois gigantes gasosos, é como descobrir um pinguim morando no Saara. Pela lógica da formação de um exoplaneta (), a região externa de um disco protoplanetário deveria ser o berço perfeito para acumular hidrogênio e hélio, transformando qualquer núcleo sólido em um gigante gasoso inchado. O fato de o LHS 1903 e ter permanecido “magro” e rochoso sugere que ele é um sobrevivente de um processo de fabricação muito mais caótico do que prevíamos originalmente.

Na arquitetura do nosso Sistema Solar, primeiro vêm os mundos rochosos, mais próximos do Sol; depois, aparecem os gigantes gasosos. Crédito: NASA/Lunar and Planetary Institute.

A equipe internacional, que incluiu Sara Seager, renomada professora de física e ciência planetária no Massachusetts Institute of Technology (MIT), utilizou uma bateria de ferramentas de alta precisão para confirmar que não se tratava de um erro de leitura. O trabalho começou com o satélite TESS da NASA, lançado em 2018 para caçar mundos distantes, e foi refinado pelo satélite Cheops da Agência Espacial Europeia (ESA). O Cheops é especializado em medir com precisão o tamanho de planetas que já sabemos que existem, permitindo deduzir se são feitos de rocha, gás ou uma mistura de ambos.

O mistério da linha de neve desobedecida

Para entender por que os astrônomos estão tão perplexos, precisamos falar sobre a “linha de neve”. Em um sistema jovem, existe um limite invisível onde o calor da estrela deixa de ser sufocante. Além desse ponto, compostos como água e dióxido de carbono se condensam em gelo sólido, permitindo que os planetas cresçam rápido o suficiente para que sua gravidade comece a roubar gás do ambiente. No nosso sistema, essa linha ditou que Júpiter seria um gigante e a Terra seria pequena. No entanto, no LHS 1903, essa regra parece ter sido ignorada por completo, ou talvez o disco de poeira simplesmente acabou antes do esperado.

Uma anã vermelha costuma ter discos de formação menores e menos densos que o nosso Sol. Isso levanta a hipótese de que o tempo é o ingrediente secreto dessa anomalia. Wilson e seus colegas sugerem um mecanismo de formação “depauperado em gás”. Nessa teoria, os planetas não nasceram todos ao mesmo tempo. O mundo mais externo pode ter começado sua jornada milhões de anos após os seus vizinhos internos. Quando ele finalmente começou a se aglutinar, a “loja de gás” da galáxia já estava fechando e não havia hidrogênio suficiente sobrando para transformá-lo em um gigante gasoso.

Uma representação conceitual de uma anã vermelha, o mesmo tipo de estrela de LHS 1903 e o mais comum do Universo.

Essa formação tardia é o oposto do que vemos por aqui, onde os pesos-pesados como Júpiter e Saturno foram os primeiros a chegar na festa. No LHS 1903, os gigantes do meio consumiram toda a matéria-prima, deixando apenas migalhas rochosas para o retardatário externo. É uma lição de que na astronomia muito é a sorte de chegar na hora certa para conseguir os melhores recursos. Se o nosso Sistema Solar fosse um restaurante, o LHS 1903 seria aquele lugar que serve a sobremesa antes do prato principal e avisa que o acompanhamento acabou.

O futuro atmosférico sob as lentes do Webb

A curiosidade agora se volta para o que cobre esses mundos. Heather Knutson, professora no Caltech que acompanha o estudo externamente, aponta que o planeta “e” pode ser um laboratório fascinante. Por estar longe de sua estrela, ele talvez seja frio o suficiente para que o vapor de água se condense em nuvens ou até superfícies líquidas. Isso o torna um candidato de elite para observações com o Telescópio Espacial James Webb, que tem a capacidade de “cheirar” a atmosfera de mundos distantes em busca de sinais de vida extraterrestre.

Diferente de modelos anteriores que tentavam explicar planetas rochosos externos através de colisões cataclísmicas que arrancariam suas atmosferas, o cenário de formação sequencial parece muito mais elegante e provável para os cientistas do MIT. Ana Glidden, pesquisadora de pós-doutorado, acredita que esse sistema solar nos ajudará a entender como a evolução planetária funciona ao redor das estrelas mais comuns do universo, que são muito menores e mais temperamentais que o nosso Sol.