WASP-193b é um exoplaneta tão leve como algodão-doce

A galáxia é capaz de nos surpreender com fenómenos invulgares, mas um exoplaneta identificado a 1.232 anos-luz é um dos casos mais estranhos conhecidos até agora.

Chama-se WASP-193b e, apesar de ser quase 50 por cento maior do que Júpiter, é tão leve e etéreo que a sua densidade média se aproxima da do algodão-doce. A densidade é pouco superior a 1 por cento da densidade terrestre. É, literalmente, um mundo tão fofo como uma bola de penugem de dente-de-leão - se uma bola de penugem de dente-de-leão pudesse ser um planeta.

Embora não sejam inéditos, exoplanetas como o WASP-193b são raros e poderão ajudar a aprofundar o conhecimento sobre a evolução planetária, segundo uma equipa internacional liderada pelo astrónomo Khalid Barkaoui, da Universidade de Liège, na Bélgica.

“WASP-193b é o segundo planeta menos denso descoberto até à data, a seguir a Kepler-51d, que é muito mais pequeno”, explica Barkaoui.

“A sua densidade extremamente baixa torna-o uma verdadeira anomalia entre os mais de cinco mil exoplanetas descobertos até agora. Esta densidade extremamente baixa não pode ser reproduzida pelos modelos-padrão de gigantes gasosos irradiados, nem sequer com a hipótese irrealista de uma estrutura sem núcleo.”

O que torna o WASP-193b tão invulgar

Observar todos os mundos estranhos e maravilhosos existentes permite não só enquadrar melhor o Sistema Solar, como também obter uma perspetiva sobre a formação e a evolução dos sistemas planetários.

Os gigantes gasosos que orbitam perto das respetivas estrelas são particularmente úteis para esse estudo. O conhecimento atual sobre a formação planetária indica que estes mundos tiveram de se formar noutro local antes de migrarem para o interior. Além disso, a radiação da estrela faz com que muitos destes planetas se contraiam.

O WASP-193b é um exoplaneta que orbita uma estrela semelhante ao Sol, denominada WASP-193. A estrela tem cerca de 1,1 vezes a massa e 1,2 vezes o raio do Sol, apresentando uma temperatura e uma idade muito próximas das da nossa estrela. No entanto, o WASP-193b está muito mais perto da sua estrela do que qualquer planeta do Sistema Solar: completa uma órbita a cada 6,25 dias.

Ao analisarem as alterações na luz da estrela à medida que o exoplaneta passa à sua frente, Barkaoui e os colegas conseguiram calcular o raio e a massa deste mundo. O seu raio equivale a cerca de 1,46 vezes o raio de Júpiter. Já a massa é surpreendentemente reduzida em comparação: apenas 0,139 vezes a massa de Júpiter.

A partir destas características, os investigadores determinaram a densidade do exoplaneta: 0,059 gramas por centímetro cúbico. Em contraste, a Terra tem uma densidade de 5,51 gramas por centímetro cúbico. A densidade de Júpiter é de 1,33 gramas por centímetro cúbico, algo compreensível, pois possui uma grande quantidade de nuvens. O algodão-doce tem uma densidade de 0,05 gramas por centímetro cúbico.

“Este planeta é tão leve que é difícil encontrar um material no estado sólido que lhe seja comparável”, afirma o cientista planetário Julien de Wit, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts.

“A razão pela qual se aproxima do algodão-doce é que ambos são, na prática, maioritariamente ar. O planeta é essencialmente superfofo.”

A atmosfera invulgar deste exoplaneta

Foram encontrados poucos outros mundos com uma densidade semelhante, mas estes poderão fornecer pistas sobre a forma como planetas tão etéreos conseguem surgir. A proximidade de uma estrela pode aquecer a atmosfera e fazê-la expandir, sobretudo se essa atmosfera for composta principalmente por hidrogénio e hélio.

Contudo, um mundo assim só apresentaria o aspeto do WASP-193b durante algumas dezenas de milhões de anos, aproximadamente, quando a estrela é mais jovem e quente. Além disso, o calor e os ventos estelares poderiam remover rapidamente uma atmosfera tão ténue.

Isto levanta vários problemas. Acredita-se que a estrela tenha até 6 mil milhões de anos; embora possa existir algum mecanismo de calor interno a expandir a atmosfera do WASP-193b, as propriedades observadas no exoplaneta não podem ser recriadas por modelos sofisticados de evolução planetária.

“WASP-193b é um mistério cósmico. Para o resolver, será necessário realizar mais trabalho observacional e teórico”, diz Barkaoui.

O James Webb poderá estudar o WASP-193b

A boa notícia é que o WASP-193b é um excelente candidato para estudos de acompanhamento destinados a descobrir a composição da sua atmosfera. Esta é uma das tarefas para as quais o Telescópio Espacial James Webb foi concebido; segundo a equipa, uma única observação de trânsito poderá revelar dados capazes de explicar como é possível existir no Universo um mundo tão estranho, fofo e antigo.

Uma versão deste artigo foi publicada pela primeira vez em julho de 2023 e voltou a ser divulgada, uma vez que o artigo científico da equipa foi agora publicado na Nature Astronomy.