Astrónomos combinaram uma ideia com 50 anos e uma teoria de formação planetária dos anos noventa para criar um novo modelo de como os planetas são criados nos discos gasosos em volta de estrelas jovens.

Duas teorias de formação planetária.
Crédito: NASA

"Talvez a realidade seja um pouco mais complicada e ambas as coisas estejam a acontecer ao mesmo tempo," sugere o astrónomo Richard Durisen da Universidade de Indiana, em Bloomington, EUA.

Nos anos 90, o modelo dominante de como os planetas se formaram tinha o nome de "acreção". Neste, os objectos sólidos chocaram uns com os outros e "colaram-se" no início do Sistema Solar. Se um objecto crescesse até uma massa aproximadamente 10 vezes a da Terra, tornar-se-ia grande o suficiente para atraír o gás dos arredores, possivelmente conduzindo ao nascimento de um gigante planeta gasoso.

Mas este processo pode ser demasiado lento para ser uma explicação realista de como os gigantes gasosos se formam, afirma Durisen. E provavelmente não funcionaria para a formação dos "super-Júpiteres" em torno de outras estrelas. "É já difícil construir Júpiter numa quantidade de tempo razoável". Pensa-se que os super-Júpiteres tenham várias vezes a massa de Júpiter.

Outra explicação possível para a formação planetária - "o modelo da instabilidade-gravitacional" - foi originalmente proposto há mais de metade de um século. Esta diz que uma nuvem de gás, pó e gelo em torno de uma estrela, colapsa num disco e forma braços espirais. Estes braços depois quebram-se em bocados que crescem até os planetas se formarem. "É tal como uma pequena semente que cresce e cresce," diz Scott Kenyon, um astrónomo do Observatório Astrofísico do Smithsonian em Cambridge, Massachussets, EUA.

Mas este método também traz os seus problemas. Quando os modelos informáticos criam estes amontoados de material, são frequentemente quebrados pelo violento sistema em rotação.

Agora Durisen e seus colegas sugerem que mesmo que as instabilidades gravitacionais num sistema solar infantil não proporcionem conjuntos permanentes, estas poderão acelerar a acreção central.

Na sua simulação computacional híbrida, os densos anéis gasosos formam-se nas fronteiras de áreas estáveis e instáveis do disco. O gás é quente dentro destes limites mas frio por fora, e o gás arrefecido é atraído para dentro até que atinge a parede de gás aquecido.

Uma nuvem de gás, pó e gelo girando em torno de uma estrela colapsa num disco e forma braços espirais.
Crédito: Universidade de Indiana

Uma vez que gás suficiente exista no anel, atrai material sólido através da sua própria gravidade. Eventualmente, o modelo de acreção central entra em acção, e o material no anel pode começar a coalescer num planeta. E cada sistema solar poderá ter mais que um anel, de acordo com o modelo, por isso a existência de mais planetas é uma possibilidade.

O estudo irá ser publicado na edição de Fevereiro da revista Icarus.

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