Um planeta orbita ao contrário uma anã vermelha e não há nenhum gigante para culpar

Um planeta a 72 anos-luz da Terra está orbitando sua estrela no caminho errado. GJ 3090 b, um mundo com pouco mais que o dobro da largura da Terra, viaja ao redor de sua anã vermelha na direção oposta à rotação da própria estrela, inclinado cerca de 136 graus em relação ao plano onde planetas normalmente se encontram. É o primeiro planeta já descoberto orbitando de forma retrógrada ao redor de uma anã vermelha, o tipo de estrela mais comum na galáxia.

Planetas retrógrados são raros, mas não são novos. Em todos os casos anteriores de uma órbita tão desalinhada em um sistema com vários planetas, os astrônomos podiam apontar um culpado: uma estrela companheira ou um planeta gigante externo cuja gravidade, ao longo de milhões de anos, arrastou um vizinho para fora do curso. Ao redor de GJ 3090 não existe tal valentão. Essa ausência é a verdadeira novidade, porque sugere que o planeta pode ter nascido em um disco de gás e poeira que já estava girando no sentido errado.

“Para nossa grande surpresa, não apenas o planeta GJ 3090 b está em uma órbita altamente desalinhada, mas também orbita de forma retrógrada”, disse Yann Carteret, doutorando na Universidade de Genebra e primeiro autor do estudo em Astronomy & Astrophysics.

O planeta é um sub-Netuno, com cerca de 2,2 vezes o raio da Terra e 4,5 vezes sua massa, e completa uma órbita em aproximadamente 2,9 dias. Sua estrela, uma anã vermelha do tipo M na constelação austral da Fênix, é menor e mais fria que o Sol. O sistema também contém pelo menos mais um planeta, um sub-Netuno confirmado em uma órbita de 16 dias, além de um candidato em 13 dias.

Como pegaram um planeta indo na direção errada

Ninguém pode fotografar a órbita diretamente. A equipe a leu a partir da luz estelar, usando um truque conhecido como efeito Rossiter-McLaughlin. Uma estrela em rotação tem um lado girando em nossa direção e outro se afastando, então a luz da primeira metade é ligeiramente deslocada para o azul e a luz da segunda para o vermelho. Quando um planeta cruza a face da estrela, ele bloqueia um pedaço de uma metade e depois da outra. A ordem em que ele as cobre revela a direção do movimento.

Para um planeta seguindo o caminho normal, a metade que se aproxima é coberta primeiro. GJ 3090 b as cobre na ordem inversa.

O sinal é minúsculo. Um trânsito aqui dura cerca de uma hora e quinze minutos, o planeta é pequeno e a estrela gira lentamente. A equipe usou o NIRPS, um espectrógrafo no infravermelho próximo no telescópio de 3,6 metros do Observatório Europeu do Sul em La Silla, no Chile, construído por um consórcio liderado pela Universidade de Genebra e pela Université de Montréal. As anãs vermelhas brilham muito mais intensamente no infravermelho do que na luz visível, razão pela qual um instrumento infravermelho pôde fazer o que os ópticos têm dificuldade.

Os pesquisadores observaram seis trânsitos com o NIRPS, quatro deles simultaneamente com o espectrógrafo mais antigo HARPS, coletando 193 espectros ao longo de cerca de 23 horas. Em vez de procurar a clássica oscilação na velocidade geral da estrela, que era muito fraca para ser detectada, eles usaram um método chamado RM Revolutions que analisa a luz da faixa exata da estrela escondida atrás do planeta a cada momento. GJ 3090 b é agora o menor planeta ao redor de uma anã vermelha com uma medição completa de inclinação tridimensional.

Onde 136 graus se situam

Em nosso Sistema Solar, os planetas orbitam dentro de cerca de 7 graus do equador do Sol, e todos eles seguem a mesma direção da rotação solar. Um ângulo de 90 graus significaria uma órbita polar, passando sobre os polos da estrela. Qualquer coisa acima de 90 é retrógrada. A 136 graus, GJ 3090 b está mais perto de completamente de cabeça para baixo do que de lado.

Isso o coloca entre os planetas mais inclinados para os quais os astrônomos têm uma medição tridimensional, ao lado de dois gigantes gasosos, KELT-19 b e TOI-1710 b. É também apenas o sexto sistema confirmado com vários planetas que contém um inclinado em mais de 70 graus. Nos outros cinco, a equipe observa, há sempre ou uma estrela companheira binária ampla ou um planeta externo massivo capaz de causar o dano.

As anãs vermelhas tornam o resultado ainda mais estranho. Acredita-se que suas camadas externas profundas e agitadas exerçam fortes marés sobre planetas próximos, puxando gradualmente órbitas inclinadas de volta ao alinhamento. GJ 3090 b parece ter escapado dessa correção, muito provavelmente porque é pequeno e está posicionado a uma distância suficiente, cerca de 13 vezes o raio da estrela, para que a atração das marés permaneça fraca.

O culpado ausente e um disco de segunda geração

A equipe procurou um perturbador oculto. Combinando anos de dados de velocidade radial do HARPS e NIRPS, imagem speckle de alta resolução e medições do telescópio espacial Gaia, eles descartaram qualquer estrela companheira dentro de cerca de 3 unidades astronômicas, e qualquer planeta mais pesado que Júpiter dentro de 15 unidades astronômicas, assumindo que orbita no mesmo plano que GJ 3090 b. Qualquer coisa mais pesada que 13 massas de Júpiter, o limite acima do qual os objetos são considerados anãs marrons, é excluída até 100 unidades astronômicas sob a mesma suposição.

“A ausência de um companheiro massivo para explicar esta órbita incomum nos levará a explorar outras hipóteses”, disse o coautor Vincent Bourrier, da Universidade de Genebra.

Sua explicação preferida é um disco de segunda geração. Depois que o disco original da estrela se dissipou, a jovem anã vermelha pode ter varrido gás e poeira frescos do espaço interestelar. Esse material chegaria com uma orientação aleatória e, neste caso, chegou girando contra a estrela. Os planetas então teriam se formado dentro deste disco inclinado e migrado para dentro juntos. Os autores relacionam a ideia aos chamados discos Peter Pan, discos de anãs vermelhas que continuam alimentando suas estrelas por dezenas de milhões de anos, muito mais do que os modelos preveem.

Seu cálculo adiciona uma restrição. Para que a estrela não se realinhasse com o novo disco, ela poderia ter engolido menos de cerca de 1.500 massas terrestres de material, o que, em proporções padrão, significa aproximadamente 15 massas terrestres de poeira. Apenas os planetas são responsáveis por uma grande parte disso, então a maior parte da poeira no disco deve ter ido parar nos planetas, em vez de cair na estrela.

O que o estudo não esclarece

O valor de 136 graus carrega barras de erro amplas, de aproximadamente 118 a 160 graus. A equipe exclui uma órbita polar a 2,5 sigma, um resultado significativo, mas muito aquém do padrão de 5 sigma que os físicos reservam para descobertas. A inclinação tridimensional completa também depende de estimativas do período de rotação, raio e inclinação da estrela, não apenas dos dados de trânsito.

O ajuste final se baseia em cinco noites de um único instrumento. Um trânsito do NIRPS com sinal fraco foi descartado, e os dados do HARPS eram muito fracos para restringir o ângulo, então nenhum segundo instrumento confirma independentemente a direção.

A busca por companheiro tem uma brecha que os autores afirmam claramente. Seus limites assumem que qualquer gigante oculto orbita no mesmo plano que GJ 3090 b. Um corpo massivo em uma órbita fortemente inclinada não é totalmente excluído. O cenário do segundo disco é uma inferência a partir do que está faltando, não algo que alguém tenha observado.

Perguntas comuns sobre planetas retrógrados

O que é um planeta retrógrado?

Um planeta retrógrado orbita sua estrela na direção oposta à rotação da própria estrela. Os planetas se formam a partir do mesmo disco giratório que alimenta sua estrela, então normalmente compartilham sua direção. Uma órbita retrógrada significa que algo inclinou o planeta ou seu disco de nascimento em mais de 90 graus.

Como os astrônomos sabem para que lado um planeta orbita?

Eles observam o planeta cruzando na frente de sua estrela e medem como a cor da luz estelar se desloca. Como um lado de uma estrela em rotação se aproxima de nós e o outro se afasta, a ordem em que o planeta bloqueia cada lado mostra sua direção de movimento. Este é o efeito Rossiter-McLaughlin.

Existe algo que orbita ao contrário em nosso Sistema Solar?

Nenhum planeta orbita o Sol ao contrário, e todos os oito permanecem próximos ao equador solar. Algumas luas fazem: a maior lua de Netuno, Tritão, orbita contra a rotação do planeta e acredita-se ser um objeto capturado. Vênus gira ao contrário em seu eixo, mas sua órbita segue o caminho normal.

GJ 3090 b poderia abrigar vida?

O estudo não diz nada sobre vida. O planeta orbita sua estrela em menos de três dias, muito mais perto do que Mercúrio está do Sol. Com cerca de 4,5 massas terrestres e 2,2 raios terrestres, é um sub-Netuno, uma classe geralmente considerada como tendo um envelope de gás espesso em vez de uma superfície rochosa exposta.

O planeta foi identificado pela primeira vez pelo telescópio espacial TESS da NASA e confirmado em 2022. Os trânsitos do NIRPS por trás da nova medição foram registrados em 2024, e o artigo foi aceito pela Astronomy & Astrophysics em agosto de 2026 e publicado em setembro. O cenário dos autores faz uma previsão testável: se todos os planetas do sistema se formaram no mesmo disco inclinado, os irmãos de GJ 3090 b devem compartilhar sua inclinação retrógrada. O próximo passo é medir suas órbitas também, o que será difícil porque o planeta de 16 dias nunca cruza sua estrela do nosso ponto de vista.

Referência: Carteret et al., “Upside down: GJ 3090 b the first retrograde exoplanet around an M dwarf detected with NIRPS,” Astronomy & Astrophysics, 2026. DOI: 10.1051/0004-6361/202661989

Tags: ESO, exoplanetas, GJ 3090 b, La Silla Observatory, NIRPS, órbita retrógrada