Astrônomos observaram um planeta incomum como Júpiter em órbita em torno de uma estrela anã vermelha fria usando o telescópio WIYN de 3,5 metros no Observatório Nacional Kitt Peak no Arizona. Este planeta, designado TOI-3757 b, está localizado a cerca de 580 anos-luz da Terra na constelação Auriga, a charioteer, e é o planeta de menor densidade jamais descoberto em torno de uma estrela anã vermelha. Os pesquisadores estimam que sua densidade média é equivalente à de um marshmallow.

As estrelas anãs vermelhas são os menores e mais fracos membros das chamadas estrelas de seqüência principal – estrelas que convertem hidrogênio em hélio a uma taxa uniforme em seus núcleos. Embora sejam “frias” em comparação com estrelas como nosso Sol, as estrelas anãs vermelhas podem ser extremamente ativas e provocar erupções violentas que podem roubar um planeta de sua atmosfera. Que tal gigante do gás orbitas ali, de todos os lugares, era anteriormente considerado bastante improvável.

“Planetas gigantes ao redor de estrelas anãs vermelhas têm sido tradicionalmente considerados difíceis de formar”, diz Shubham Kanodia, pesquisador do Laboratório Terra e Planetas do Instituto Carnegie de Ciência e autor principal de um artigo publicado no The Astrophysical Journal. “Até agora, isto só foi estudado com pequenas amostras de pesquisas Doppler, que tipicamente encontraram planetas gigantes a distâncias maiores destas estrelas anãs vermelhas. Até agora, não tínhamos uma amostra suficientemente grande para encontrar planetas a gás nas proximidades de forma robusta”.

Então como o TOI-3757 b poderia ter se formado? A equipe de Kanodia acredita que tem uma solução para este mistério. Segundo eles, a densidade particularmente baixa do TOI-3757 b poderia ser devida a dois fatores. Supõe-se que os gigantes do gás começam com um núcleo rochoso maciço, que é cerca de dez vezes mais pesado que a Terra, e depois ligam rapidamente grandes quantidades de gás de seu entorno a si mesmos. Agora a estrela mãe do TOI-3757b tem uma menor abundância de elementos pesados em comparação com outras anãs M. Isto poderia ter causado a formação mais lenta do núcleo rochoso do planeta, praticamente devido à falta de matéria-prima, o que atrasou o início do acúmulo de gás e, portanto, afetou a densidade geral do planeta. O segundo fator poderia ser a órbita do planeta, que se pensa ser um pouco elíptica. Há momentos em que se aproxima mais de sua estrela do que em outros momentos, resultando em um sobreaquecimento considerável, que aparentemente inflou a atmosfera do planeta.

O planeta foi descoberto pela primeira vez pelo satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA. A TESS acompanhou a transferência do planeta TOI-3757 b na frente de sua estrela, o que permitiu aos astrônomos calcular o diâmetro do planeta em cerca de 150.000 quilômetros, que é ligeiramente maior do que o de Júpiter. O planeta completa uma órbita completa de sua estrela hospedeira em apenas 3,5 dias, 25 vezes menos do que o planeta mais próximo em nosso sistema solar – Mercúrio – o que leva cerca de 88 dias para fazê-lo.

Os astrônomos então mediram o movimento aparente da estrela ao longo da linha de visão, também conhecido como sua velocidade radial. Estas medidas deram a massa do planeta, que é cerca de um quarto da massa de Júpiter, ou cerca de 85 vezes a massa da Terra. O conhecimento do tamanho e da massa permitiu à equipe de Kanodia calcular a densidade média do TOI-3757 b como 0,27 gramas por centímetro cúbico. Isto o tornaria menos da metade da densidade de Saturno (o planeta de menor densidade do sistema solar), cerca de um quarto da densidade da água (o que significa que estaria flutuando em uma banheira gigante cheia de água), ou mesmo uma densidade semelhante a um marshmallow.