Antigamente, os exoplanetas (planetas fora do nosso Sistema Solar) eram desconhecidos. Quando eles começaram a ser descobertos, o modelo imaginado era o do nosso Sistema Solar, no qual temos os planetas telúricos/rochosos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte), mais próximos ao Sol, e os gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno), mais distantes. Porém, esse pode ser apenas um modelo raro e peculiar, pois grande parte desses exoplanetas descobertos são gigantes gasosos bem próximo de sua estrela hospedeira em distância que podem ser menores do que a de Vênus ao Sol. A partir da dissertação de mestrado de Luiz Alberto de Paula sob a orientação da Prof(a) Dr(a). Tatiana Michtchenko, do grupo de Dinâmica Planetária do IAG, cujo tema é o “Estudo da formação e migração de núcleos sólidos planetários”, foi possível compreender os processos físicos que ocorrem durante a formação desses exoplanetas e refletir acerca da raridade de nosso Sistema Solar.

A ideia inicial da formação do nosso Sistema Solar parte do seguinte modelo: parte de uma nuvem molecular cheia de gás e poeira começa a colapsar, devido a sua grande quantidade de momento angular, ela gira rapidamente, dando origem a uma estrela e um disco protoestelar. Esse disco evolui até o chamado disco protoplanetário, denominado assim pois possui as condições necessárias para a formação planetária. À medida que o tempo passa, há aglutinação de poeira que leva a formação de planetesimais (corpos rochosos da ordem de 0.1 até 100 km). Na parte mais interna do disco esses planetesimais se atraem mutuamente, levando a formação de planetas do tipo terrestre. Já na região mais externa, a acreção dos planetesimais leva a formação de núcleos sólidos que a partir de determinada massa começa a capturar gás do disco protoplanetário e, consequentemente, ocorre a formação de uma planeta gigante, mais distante da estrela hospedeira.

No entanto, a forma como os exoplanetas são detectados, em sua maioria através dos métodos de velocidade radial e de trânsito, favorecem a detectação de exoplanetas gigantes da ordem da massa de Júpiter bem próximos à estrela, por isso denominados de Júpiteres quentes. Segundo Luiz de Paula, ”a grande pergunta é: como esses planetas gigantes foram parar lá?”. Uma das alternativas é o estudo dos processos de migração, que são mecanismos que levam esses planetas durante a sua formação a se deslocarem das regiões externas do disco para regiões mais internas.

Outro fator determinante no estudo é o tempo de vida estimado para o disco protoplanetário que varia entre 1 e 10 milhões de anos, pois devido a alguns processos astrofísicos ele vai se diluindo até sumir. Além disso, o processo de migração estudado, que ocorre devido a interação do planeta com o disco de gás é muito brusco, o que leva o núcleo a cair na estrela antes de sua completa formação. Portanto, o objetivo foi pesquisar a formação e a migração de um núcleo de um planeta gigante antes do disco se dissipar e numa taxa de migração adequada. Explorando alguns modelos para o disco protoplanetário, Luiz de Paula conseguiu obter a formação de um núcleo de planeta gigante em 2 milhões de anos, sobrando um tempo para a acreção de gás e sem que esse núcleo migrasse ao ponto de cair na estrela e se perder.

Esses estudos mostram que os sistemas extra-solares detectados até então são aparentemente muito diferentes do nosso Sistema Solar. “Seria nosso Sistema Solar um caso especial ou os sistemas extra-solares que estamos encontrando são apenas um reflexo do método de detecção que estamos usando? Além disso, por que nosso planetas gigantes não passaram por um processo de migração tão brusco?”, ressalta Luiz de Paula. Isso abre interpretações diferentes sobre a peculiaridade ou não do nosso Sistema Solar.