Diferença entre planeta e estrela pode estar mais clara após nova descoberta do James Webb

A distinção entre estrelas e planetas parece algo bem definido pela estrutura e pela física desses objetos. O Sol é uma esfera de plasma composta por hidrogênio e hélio, enquanto a Terra é uma esfera rochosa. Com essa diferença clara, a definição é de que as estrelas são corpos capazes de sustentar fusão nuclear estável em seus núcleos. Já os planetas não possuem massa suficiente para iniciar ou sustentar fusão nuclear. Sua estrutura é dominada por processos gravitacionais e térmicos.

Apesar da diferença parecer bem clara, existem objetos cuja classificação não é trivial, já que eles ficam em uma área cinzenta entre estrelas e planetas. Um exemplo são as anãs marrons, que possuem massa intermediária entre planetas gigantes e estrelas. Esses objetos podem apresentar características semelhantes às de estrelas, mas não atingem condições para sustentar a fusão nuclear de hidrogênio. Em alguns casos, podem fundir deutério por um curto período mas, estruturalmente, anãs marrons lembram planetas gigantes gasosos como Júpiter.

Essa sobreposição de propriedades torna difícil estabelecer uma classificação baseada apenas em massa ou composição. Observações recentes do James Webb identificaram um objeto com massa típica de estrela, mas cuja formação pode ter ocorrido de forma semelhante à de um planeta. Esse tipo de evidência sugere que a origem do objeto, colapso direto de uma nuvem molecular como estrelas ou formação em disco protoplanetário como planetas, pode ser um determinante em classificar esses objetos.

O problema das anãs marrons

Diferente de estrelas e planetas comuns, as anãs marrons ocupam uma faixa de transição entre esses dois objetos. Elas possuem massa intermediária entre planetas gigantes e estrelas de baixa massa, o que torna sua classificação ambígua. Esses objetos não atingem as condições necessárias para sustentar a fusão nuclear estável de hidrogênio, critério que define uma estrela. No entanto, podem apresentar temperaturas, atmosferas e espectros semelhantes aos de estrelas frias.

Outro fator que complica essa distinção é o processo de formação, que pode variar entre diferentes anãs marrons. Algumas podem se originar pelo colapso direto de nuvens moleculares, de forma semelhante às estrelas. Outras podem se formar em discos protoplanetários, como ocorre com planetas gigantes gasosos. Além disso, há sobreposição de massas com objetos como Júpiter, que deixa ainda mais difícil usar massa como critério

Fusão de deutério ou massa?

Apesar disso, a classificação entre planetas e estrelas frequentemente utiliza a massa limite para a fusão de deutério que é cerca de 13 massas de Júpiter. Acima desse limite, a temperatura central pode ser suficiente para queima de deutério por um intervalo limitado. Só que pela existência de objetos com massas superiores e que não produzem fusão nuclear. Por outro lado, há corpos com massa próxima de planetas que podem apresentar fusão de deutério em dadas condições.

Outro problema surge porque a eficiência da fusão nuclear de deutério varia com metalicidade, opacidades e o estado inicial do objeto. Consequentemente, dois objetos com massas semelhantes podem seguir trajetórias evolutivas diferentes quanto à atividade nuclear. Por isso, a fronteira entre planetas massivos e anãs marrons, quando baseada apenas em critérios de massa ou queima de deutério, permanece um desafio para a Astronomia.

Nova descoberta do James Webb

Com esse problema, pesquisadores usaram observações recentes do telescópio James Webb Space para tentar dar uma luz nesse problema. O objeto encontrado pelo telescópio é chamado de 29 Cygni b e possui cerca de 15 massas de Júpiter. Com essa massa, ele se encontra acima do limite típico associado à fusão de deutério, o que sugeriria uma classificação como anã marrom. No entanto, o objeto possui muitas características que o colocam mais como planeta do que como estrela.

Ele orbita uma estrela do tipo A em uma configuração compatível com sistemas planetários. A análise espectroscópica revelou a presença de elementos pesados como carbono e oxigênio em forma de moléculas em sua atmosfera. A alta metalicidade mostra que o objeto passou por um processo de formação por acreção em disco protoplanetário. Assim, mesmo com massa elevada, que o colocaria como anã marrom, o objeto apresenta evidências de uma formação planetária.

O que define planeta e estrela?

Com os resultados obtidos estudando o 29 Cygni b, o problema de usar a massa como critério para classificar objetos ficou evidente. Um dos argumentos encontrados no estudo é que a distinção entre planetas e estrelas pode ser melhor estabelecida a partir do processo de formação. Em cenários ambíguos, como o de anãs marrons e planetas massivos, a origem do objeto fornece um critério físico mais robusto para a determinação.

Objetos formados por colapso gravitacional direto de uma nuvem molecular tendem a seguir o caminho estelar. Já aqueles formados por acreção em discos protoplanetários apresentam características mais próximas de planetas. Esse resultado permite reinterpretar a chamada “zona cinzenta” e ter critérios que se encaixam melhor em uma situação que envolve diferentes tipos. Assim, a classificação passa a refletir a história evolutiva do objeto, e não apenas suas propriedades finais.

Referência da notícia

Balmer et al. 2026 Direct Images of CO2 Absorption in the Atmosphere of a Super-Jupiter: Enhanced Metallicity Suggestive of Formation in a Disk The Astrophysical Journal Letters