Astrônomos propuseram uma nova definição de planeta

Em 2006, Plutão foi rebaixado para um planeta anão. Agora, um astrônomo está tentando definir o limite superior de quão grandes os planetas podem ser.

Em geral, a estrela menos maciça é a mais fria. Embora as estrelas menores do que o nosso Sol ainda possam sustentar as reações de fusão produzindo calor, protoestrelas que são muito pequenas não podem. Essas estrelas "falhas" são comumente conhecidas como anãs marrons, e variam de cerca de 15 a 75 vezes a massa de Júpiter. Esta concepção artística compara o tamanho de uma anã marrom com a da Terra, Júpiter, uma estrela de baixa massa e o Sol. NASA / JPL-Caltech / UCB

Plutão é o foco no debate científico contínuo sobre o que é e o que não é um planeta, mas um argumento menos notável se desencadeia sobre o status planetário de objetos maciços fora do nosso sistema solar. A disputa não é apenas sobre a semântica, pois está intimamente relacionada com a forma como os planetas gigantes com Júpiter se formam.

O astrofísico da Universidade Johns Hopkins, Kevin Schlaufman, pretende resolver a disputa. 

Em um artigo publicado no  Astrophysical Journal, Schlaufman estabeleceu o limite superior da massa do planeta entre quatro e 10 vezes a massa do planeta Júpiter. O artigo está on-line no diário em: http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aa961c . Também é arquivado em: https://arxiv.org/abs/1801.06185.

O astrofísico de Johns Hopkins, Kevin Schlaufman, propôs uma nova definição de planeta

Schlaufman, professor assistente do Departamento de Física e Astronomia da universidade, diz que a criação de um limite é possível agora, principalmente devido a melhorias na tecnologia e técnicas de observação astronômica. Os avanços possibilitaram a descoberta de muitos outros sistemas planetários fora do nosso sistema solar e, portanto, possível ver padrões robustos que levem a novas revelações. 

"Embora pensemos que sabemos como os planetas se formam, ainda há muitos detalhes que precisamos preencher", disse Schlaufman. "Um limite superior nas massas de planetas é um dos detalhes mais proeminentes que faltava".

As conclusões no novo artigo baseiam-se em observações de 146 sistemas solares, segundo os sistemas, disse Schlaufman, o fato de que quase todos os dados que ele usou foram medidos de maneira uniforme. Os dados são mais consistentes de um sistema solar para o outro e, portanto, mais confiáveis. 

Definir um planeta, distingui-lo de outros objetos celestiais, é um pouco como reduzir uma lista de suspeitos criminais. Uma coisa é saber que você está procurando alguém que seja mais alto do que 1,80m, é outro para saber que seu suspeito é entre 1,50 e 1,90m.

Neste caso, os investigadores querem distinguir entre dois suspeitos: um planeta gigante e um objeto celestial chamado anã marrom. As anãs marrons são mais maciças do que os planetas, mas menos maciças do que as estrelas menores. Acredita-se que elas se formam como estrelas.

Durante décadas, anãs marrons representaram um problema para os cientistas: como distinguir anãs marrons de baixa massa de planetas especialmente maciços? A massa sozinha não é suficiente para dizer a diferença entre os dois, disse Schlaufman. Alguma outra propriedade era necessária para desenhar o limite. 

No novo argumento de Schlaufman, a propriedade faltante é a composição química do próprio sol de um sistema solar. Ele diz que você pode conhecer seu suspeito, um planeta, não apenas pelo tamanho dele, mas também pelas suas companhias. Planetas gigantes como Júpiter quase sempre são encontrados em estrelas em órbita que possuem mais ferro do que o sol. Anãs marrons não são tão discriminantes. 

É aí que seu argumento envolve a ideia de formação de planeta. Planetas como Júpiter são formados de baixo para cima, construindo primeiro um núcleo rochoso que é subsequentemente envolto em um envelope gasoso maciço. Parece razoável que eles sejam encontrados perto de estrelas pesadas com elementos que fazem rochas, pois esses elementos fornecem o material de semente para a formação do planeta. Não é assim com anãs marrons.

Estrelas anãs marrons se formam de cima para baixo enquanto as nuvens de gás caem sob seu próprio peso. 

A ideia de Schlaufman era encontrar a massa de objetos no ponto sem se preocupar com a composição das estrelas que orbitam. Ele descobriu que os objetos mais massivos do que cerca de 10 vezes a massa de Júpiter não preferem estrelas com muitos elementos rochosos, portanto, é improvável que se forme planetas.

Por esse motivo, e embora seja possível que novos dados possam mudar as coisas, ele propôs que objetos com uma massa maior do que 10 massas de Júpiter deveriam ser considerados anãs marrons e não planetas.

O artigo foi publicado no The Astrophysical Journal, e pode ser lido na íntegra no recurso de pré-impressão arXiv.