O primeiro exoplaneta detectado em torno de uma estrela semelhante ao Sol, em 1995, não só abriu um novo campo de investigação. Isso representava um problema de física planetária que ainda não está completamente resolvido. Este planeta, tão massivo quanto Júpiter, mas completando a sua órbita em poucos dias, estava numa região onde, de acordo com os modelos clássicos, um gigante gasoso simplesmente não pode formar-se. Desde então, os Júpiteres quentes multiplicaram-se nas observações, mas a mecânica da sua formação permanece amplamente debatida.
O tempo como rastreador de migração
São mencionados dois cenários principais, o primeiro, denominado migração de alta excentricidade, é baseado em interações gravitacionais violentas. Um planeta gigante formado longe da sua estrela vê a sua órbita ser brutalmente interrompida por outro objeto. Ele então se encontra em uma trajetória muito alongada, roçando sua estrela a cada passagem. As forças das marés eventualmente contornam esta órbita, mas ao custo de um longo processo dissipativo.
O segundo cenário, mais pacífico, é o da migração para o disco protoplanetário. O planeta, ainda imerso no gás e na poeira do seu disco nativo, troca momento angular com este ambiente e gradualmente espirala para dentro. Durante muito tempo, distinguir estes dois caminhos com base em observações foi um ato de equilíbrio. Uma órbita fortemente inclinada em relação ao eixo de rotação da estrela sugere um passado caótico. Mas as mesmas forças de maré que circundam a órbita também podem realinhar o sistema ao longo do tempo.
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É aqui que entra em cena o trabalho realizado por Yugo Kawai e Akihiko Fukui, da Universidade de Tóquio. A ideia deles é simples no papel: se um Júpiter quente foi formado por migração com alta excentricidade, então a fase de circularização das marés deve ter sido rápida o suficiente para ser concluída antes de hoje. Em outras palavras, o tempo característico necessário para transformar uma órbita altamente elíptica em uma órbita quase circular deve ser menor que a idade do sistema.
Os investigadores calcularam, portanto, estes tempos de circularização para mais de 500 Júpiteres quentes conhecidos, tendo em conta a massa do planeta, o seu período orbital e a intensidade das forças das marés. De acordo com os resultados, publicados na revista O Jornal Astrofísicocerca de 30 planetas apresentam uma contradição difícil de ignorar. A sua órbita é agora quase perfeitamente circular, mas o tempo necessário para a circular excede a idade estimada do seu sistema.
Sistemas permanecendo intactos
Em outras palavras, esses planetas simplesmente não tiveram tempo de passar por uma fase de órbita extremamente excêntrica. Eles não mergulharam em direção à sua estrela após um choque gravitacional, mas muito provavelmente deslizaram para dentro desde a juventude, dentro do disco protoplanetário. Este subconjunto de Júpiteres quentes verifica outras caixas esperadas para uma migração suave. Nenhum destes sistemas mostra qualquer desalinhamento mensurável entre a órbita do planeta e a rotação da estrela.
Ainda mais interessante é que vários destes gigantes quentes coexistem com outros planetas em órbitas mais distantes. Tal arquitetura dificilmente é compatível com migrações com alta excentricidade. Interações gravitacionais capazes de lançar um planeta gigante para dentro tendem a desestabilizar, ou mesmo ejetar, outros planetas do sistema. Por outro lado, a migração gradual para o disco pode preservar uma organização planetária relativamente ordenada.
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Essa identificação abre uma nova perspectiva. Se estes planetas migrassem dentro do disco, a sua composição atmosférica deveria conter a assinatura da região onde se formaram. As proporções de elementos como carbono e oxigênio, mensuráveis com telescópios atuais e futuros, poderiam ajudar a traçar seu local de nascimento no disco protoplanetário.