Um planeta em uma a³rbita improva¡vel em torno de uma estrela dupla a 336 anos-luz de distância pode oferecer uma pista para um mistério muito mais perto de casa: um corpo distante hipotanãtico em nosso sistema solar apelidado de "Planeta Nove".

Esta éa primeira vez que os astrônomos foram capazes de medir o movimento de um enorme planeta semelhante a Jaºpiter que estãoorbitando muito longe de suas estrelas hospedeiras e do disco de detritos visa­veis. Este disco ésemelhante ao nosso Cintura£o de Kuiper de pequenos corpos gelados além de Netuno. Em nosso pra³prio sistema solar , o suspeito planeta Nove também ficaria longe do Cintura£o de Kuiper em uma a³rbita igualmente estranha. Embora a busca por um Planeta Nove continue, esta descoberta de exoplanetas éevidência de que tais a³rbitas estranhas são possa­veis.

"Este sistema traz uma comparação potencialmente única com o nosso sistema solar", explicou o principal autor do artigo, Meiji Nguyen, da Universidade da Califa³rnia, Berkeley. "Esta¡ amplamente separado de suas estrelas hospedeiras em uma a³rbita excaªntrica e altamente desalinhada, assim como a previsão para o Planeta Nove. Isso levanta a questãode como esses planetas se formaram e evolua­ram para terminar em sua configuração atual."

O sistema onde reside este gigante gasoso tem apenas 15 milhões de anos. Isso sugere que nosso Planeta Nove - se éque existe - poderia ter se formado bem no ini­cio da evolução de nosso sistema solar de 4,6 bilhaµes de anos.

O exoplaneta de massa de 11 Jaºpiter chamado HD 106906 b foi descoberto em 2013 com os Telescópios Magalha£es no Observatório Las Campanas no Deserto de Atacama, no Chile. No entanto, os astrônomos não sabiam nada sobre a a³rbita do planeta. Isso exigia algo que apenas o Telescópio Espacial Hubble poderia fazer: coletar medições muito precisas do movimento do vagabundo ao longo de 14 anos com uma precisão extraordina¡ria. A equipe usou dados do arquivo Hubble que forneceram evidaªncias para este movimento.

O exoplaneta reside extremamente longe de seu par de estrelas jovens e brilhantes - mais de 730 vezes a distância da Terra ao Sol, ou cerca de 6,8 bilhaµes de milhas. Essa ampla separação tornou um enorme desafio determinar a a³rbita de 15.000 anos em um período de tempo relativamente curto de observações do Hubble. O planeta estãorastejando muito lentamente ao longo de sua a³rbita, devido a  fraca atração gravitacional de suas distantes estrelas-ma£e.

 

A equipe do Hubble ficou surpresa ao descobrir que o mundo remoto tem uma a³rbita extrema que émuito desalinhada, alongada e externa ao disco de detritos que envolve as estrelas gaªmeas do exoplaneta. O disco de destroa§os em si émuito incomum, talvez devido ao puxa£o gravitacional do planeta rebelde.

Então, como o exoplaneta chegou a uma a³rbita tão distante e estranhamente inclinada? A teoria prevalecente éque se formou muito mais perto de suas estrelas, cerca de três vezes a distância que a Terra estãodo sol. Mas o arrasto dentro do disco de gás do sistema fez com que a a³rbita do planeta decaa­sse, forçando-o a migrar para dentro em direção ao seu par estelar. Os efeitos gravitacionais das estrelas gaªmeas girando então o chutaram para uma a³rbita excaªntrica que quase o jogou para fora do sistema e no vazio do espaço interestelar. Então, uma estrela que passava de fora do sistema estabilizou a a³rbita do exoplaneta e o impediu de deixar seu sistema domanãstico.

Usando medições precisas de distância e movimento do satanãlite de pesquisa Gaia da Agência Espacial Europeia, as estrelas passantes candidatas foram identificadas em 2019 pelos membros da equipe Robert De Rosa do Observatório Europeu do Sul em Santiago, Chile, e Paul Kalas da Universidade da Califa³rnia.

Em um estudo publicado em 2015, Kalas liderou uma equipe que encontrou evidaªncias circunstanciais para o comportamento do planeta em fuga: o disco de detritos do sistema éfortemente assimanãtrico, em vez de ser uma distribuição circular de material em forma de "torta de pizza". Um lado do disco étruncado em relação ao lado oposto e também éperturbado verticalmente, em vez de ficar restrito a um plano estreito visto no lado oposto das estrelas.

“A ideia éque toda vez que o planeta se aproxima mais da estrela bina¡ria, ele agita o material do disco”, explica De Rosa. "Portanto, toda vez que o planeta passa, ele trunca o disco e o empurra para um lado. Este cena¡rio foi testado com simulações deste sistema com o planeta em uma a³rbita semelhante - isso foi antes de sabermos qual a a³rbita do planeta foi."

“a‰ como chegar ao local de um acidente de carro e tentar reconstruir o que aconteceu”, explicou Kalas. "Sa£o as estrelas passageiras que perturbaram o planeta, então o planeta perturbou o disco? a‰ o bina¡rio no meio que primeiro perturbou o planeta e depois perturbou o disco? Ou seráque as estrelas que passam perturbaram o planeta e o disco ao mesmo tempo tempo? Este éum trabalho de detetive de astronomia, reunindo as evidaªncias de que precisamos para chegar a algumas histórias plausa­veis sobre o que aconteceu aqui. "

Este cena¡rio para a a³rbita bizarra de HD 106906 b ésemelhante em alguns aspectos ao que pode ter feito com que o hipotanãtico Planeta Nove terminasse nos confins de nosso pra³prio sistema solar, bem além da a³rbita dos outros planetas e além do Cintura£o de Kuiper. O planeta Nove poderia ter se formado no sistema solar interno e sido expulso por interações com Jaºpiter. No entanto, Jaºpiter - o proverbial gorila de 800 libras em nosso sistema solar - muito provavelmente teria lana§ado o planeta Nove muito além de Plutão. As estrelas que passam podem ter estabilizado a a³rbita do planeta expulso, empurrando o caminho da a³rbita para longe de Jaºpiter e dos outros planetas no sistema solar interno.

"a‰ como se tivanãssemos uma ma¡quina do tempo para nosso pra³prio sistema planetario voltando 4,6 bilhaµes de anos para ver o que pode ter acontecido quando nosso jovem sistema solar estava dinamicamente ativo e tudo estava sendo empurrado e reorganizado", disse Kalas.

Atéo momento, os astrônomos tem apenas evidaªncias circunstanciais do Planeta Nove. Eles encontraram um aglomerado de pequenos corpos celestes além de Netuno que se movem em a³rbitas incomuns em comparação com o resto do sistema solar. Esta configuração, dizem alguns astra´nomos, sugere que esses objetos foram guiados juntos pela atração gravitacional de um enorme planeta invisível. Uma teoria alternativa éque não existe um planeta gigante perturbador, mas o desequila­brio édevido a  influaªncia gravitacional combinada de vários objetos muito menores. Outra teoria éque o Planeta Nove não existe e o agrupamento de corpos menores pode ser apenas uma anomalia estata­stica.

Cientistas usando o pra³ximo James Webb Space Telescope da NASA planejam obter dados no HD 106906 b para entender o planeta em detalhes. "Uma pergunta que vocêpode fazer anã: o planeta tem seu pra³prio sistema de detritos ao seu redor? Ele captura material toda vez que se aproxima das estrelas hospedeiras ? E vocêseria capaz de medir isso com os dados infravermelhos tanãrmicos de Webb, "disse De Rosa. "Além disso, em termos de ajudar a entender a a³rbita , acho que Webb seria útil para ajudar a confirmar nosso resultado."

Como Webb ésensa­vel a planetas menores com a massa de Saturno, ele pode ser capaz de detectar outros exoplanetas que foram ejetados deste e de outros sistemas planetarios internos. "Com Webb, podemos comea§ar a procurar planetas um pouco mais velhos e um pouco mais fracos", explicou Nguyen. A sensibilidade única e recursos de imagem de Webb abrira£o novas possibilidades para detectar e estudar esses planetas e sistemas não convencionais .

As descobertas da equipe aparecem na edição de 10 de dezembro de 2020 do  The Astronomical Journal .