Nature/divulgação
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Cientistas explicam pela 1ª vez formação de planetas gigantes gasosos, como Júpiter

Calor gerado pelo material sólido que se precipita no núcleo de um planeta gigante, durante sua formação, pode explicar como ele consegue escapar de ser tragado por sua própria estrela

Fábio de Castro, O Estado de S. Paulo

01 Abril 2015 | 18h12

Um grupo de cientistas apresentou uma nova hipótese para explicar a formação dos planetas gigantes gasosos, como Júpiter. Há cerca de 30 anos pesquisadores tentavam compreender como esses planetas gigantes sobreviviam ao seu período de formação. O novo estudo, publicado nesta quarta-feira, 1, na revista Nature, mostra que o calor do material que se precipita no núcleo do planeta em formação pode gerar a força capaz de permitir que o novo planeta evolua longe de sua estrela-mãe.

O estudo, que se baseou em simulações feitas em novos modelos computacionais criados para estudar a evolução dos sistemas planetários, foi liderado por Pablo Benítez-LLambay, do Observatório Astronômico da Universidade de Córdoba (Argentina) e teve participação de cientistas da Universidade Nacional Autônoma do México e da Universidade de Nice (França).

Até agora, os cientistas não sabiam explicar como os fragmentos que formam os planetas gigantes escapavam de uma migração em direção a sua estrela central. Essa migração deveria limitar a formação de planetas gigantes gasosos localizados em distâncias iguais ou maiores à que existe entre a Terra e o Sol - o que contraria as observações dos astrônomos, já que parte considerável dos sistemas planetários têm gigantes gasosos nessas condições.

No novo estudo, os pesquisadores identificaram um processo de aquecimento que evita a migração dos embriões de planetas em direção às estrelas. As simulações em computadores indicam que o aquecimento planetário, que ocorre quando os embriões ganham matéria e crescem, produz a força que age na direção contrária à migração, permitindo a formação dos planetas gigantes. O processo de aquecimento, de acordo com os autores, pode ajudar a entender mais profundamente a formação de gigantes gasosos em geral, além de avançar o conhecimento sobre os planetas que deram início à formação do Sistema Solar.

De acordo com os modelos mais aceitos pela ciência, os sistemas planetários nascem a partir de discos de gás, poeira e fragmentos rochosos que cercam as estrelas recém-formadas. Esses restos se precipitam para formar um núcleo sólido, onde formam fragmentos maiores que se tornam "embriões" de planetas, cercados por um disco de gás. O embrião, então, passa a acumular material do disco em seu entorno, aumentando de massa.

Se o crescimento for rápido o suficiente, o núcleo se torna grande o bastante para formar um gigante gasoso. Se o crescimento demorar mais de 10 milhões de anos, o gás acaba se dissipando pelo espaço. No entanto, o crescimento rápido do embrião planetário aumenta a gravidade no disco de gás, o que deveria levá-lo a um movimento espiral em direção à estrela. Isso tornava um mistério a existência de gigantes gasosos distantes de suas estrelas. 

Teoria. No novo estudo, os cientistas simularam a formação de um embrião sólido em órbita dentro de um disco de gás. Com isso, eles mostraram que a energia emitida pelo material dos fragmentos sólidos que se unem, pode aquecer substancialmente a região do disco de gás que está em rotação em torno do núcleo sólido. Esse aquecimento provoca a expansão das regiões localizadas logo à frente e logo atrás do caminho da órbita do embrião, tornando-as menos densas. Isso leva o gás da região atrás do embrião a se expandir mais que a região à sua frente, empurrando-o para frente. O resultado desse aquecimento planetário é que o embrião recebe uma força que, em algumas circunstâncias, pode superar o movimento espiral esperado em direção à estrela, fazendo-o migrar para longe dela.

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