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

Um planeta a 72 anos-luz da Terra está a orbitar a sua estrela ao contrário. GJ 3090 b, um mundo com pouco mais do dobro do diâmetro da Terra, viaja em torno da sua anã vermelha no sentido oposto ao da rotação da própria estrela, inclinado cerca de 136 graus relativamente à posição onde os planetas deveriam estar. É o primeiro planeta alguma vez encontrado a mover-se retrogradamente em torno 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 num sistema com vários planetas, os astrónomos podiam apontar um culpado: uma estrela companheira ou um planeta gigante exterior cuja gravidade, ao longo de milhões de anos, arrastou um vizinho para fora do curso. Em torno de GJ 3090 não existe tal valentão. Essa ausência é a verdadeira novidade, porque sugere que o planeta pode ter nascido num disco de gás e poeira que já estava a girar no sentido contrário.

«Para nossa grande surpresa, não só o planeta GJ 3090 b está numa órbita altamente desalinhada, como também orbita retrogradamente», disse Yann Carteret, estudante de doutoramento na Universidade de Genebra e primeiro autor do estudo na Astronomy & Astrophysics.

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

Como detetaram um planeta a orbitar ao contrário

Ninguém pode fotografar a órbita diretamente. A equipa leu-a a partir da luz da estrela, usando um truque conhecido como efeito Rossiter-McLaughlin. Uma estrela em rotação tem um lado a virar-se para nós e outro a afastar-se, pelo que a luz da primeira metade está ligeiramente desviada para o azul e a da segunda para o vermelho. Quando um planeta cruza a face da estrela, bloqueia uma parte de uma metade e depois da outra. A ordem pela qual as cobre revela a direção do movimento.

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

O sinal é minúsculo. Um trânsito aqui dura cerca de uma hora e um quarto, o planeta é pequeno e a estrela gira lentamente. A equipa usou o NIRPS, um espectrógrafo de infravermelhos próximos 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 de infravermelhos conseguiu fazer o que os óticos têm dificuldade.

Os investigadores observaram seis trânsitos com o NIRPS, quatro deles simultaneamente com o espectrógrafo mais antigo HARPS, recolhendo 193 espetros ao longo de cerca de 23 horas. Em vez de procurarem a clássica oscilação na velocidade global da estrela, demasiado fraca para ser detetada, usaram um método chamado RM Revolutions, que analisa a luz da faixa exata da estrela escondida atrás do planeta em cada momento. GJ 3090 b é agora o planeta mais pequeno em torno de uma anã vermelha com uma medição tridimensional completa da inclinação.

Onde se situam 136 graus

No nosso Sistema Solar, os planetas orbitam dentro de cerca de 7 graus do equador do Sol, e todos eles seguem o mesmo sentido da rotação solar. Um ângulo de 90 graus significaria uma órbita polar, passando sobre os polos da estrela. Acima de 90 é retrógrado. A 136 graus, GJ 3090 b está mais perto de completamente invertido do que de inclinado lateralmente.

Isso coloca-o entre os planetas mais inclinados para os quais os astrónomos têm uma medição tridimensional, juntamente com 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 equipa nota, há sempre ou uma estrela companheira binária ampla ou um planeta exterior massivo capaz de causar o dano.

As anãs vermelhas tornam o resultado ainda mais estranho. Acredita-se que as suas camadas exteriores profundas e turbulentas exercem marés fortes sobre planetas próximos, puxando gradualmente as órbitas inclinadas de volta ao alinhamento. GJ 3090 b parece ter escapado a essa correção, muito provavelmente porque é pequeno e está suficientemente afastado, a cerca de 13 vezes o raio da estrela, para que a atração das marés permaneça fraca.

O culpado ausente e um disco de segunda mão

A equipa procurou um perturbador oculto. Combinando anos de dados de velocidade radial do HARPS e do NIRPS, imagens de speckle de alta resolução e medições do telescópio espacial Gaia, excluíram qualquer estrela companheira dentro de cerca de 3 unidades astronómicas, e qualquer planeta mais pesado que Júpiter dentro de 15 unidades astronómicas, 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 contam como anãs castanhas, está excluída até 100 unidades astronómicas sob a mesma suposição.

«A ausência de um companheiro massivo para explicar esta órbita invulgar levar-nos-á a explorar outras hipóteses», disse o coautor Vincent Bourrier, da Universidade de Genebra.

A sua explicação preferida é um disco de segunda geração. Depois de o disco original da estrela se ter dissipado, 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 a girar contra a estrela. Os planetas ter-se-iam então formado dentro deste disco inclinado e migrado para dentro juntos. Os autores associam a ideia aos chamados discos Peter Pan, discos de anãs vermelhas que continuam a alimentar as suas estrelas durante dezenas de milhões de anos, muito mais tempo do que os modelos esperam.

O seu cálculo acrescenta uma restrição. Para que a estrela não se realinhasse com o novo disco, ela poderia ter engolido menos de cerca de 1500 massas terrestres de material, o que, nas proporções padrão, significa aproximadamente 15 massas terrestres de poeira. Os planetas por si só representam uma grande parte disso, pelo que a maior parte da poeira no disco deve ter acabado nos planetas, em vez de cair na estrela.

O que não resolve

O valor de 136 graus tem barras de erro amplas, de aproximadamente 118 a 160 graus. A equipa 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 depende também de estimativas do período de rotação, raio e inclinação da estrela, não apenas dos dados de trânsito.

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

A busca por companheiros tem uma lacuna que os autores enunciam claramente. Os seus limites assumem que qualquer gigante oculto orbita no mesmo plano que GJ 3090 b. Um corpo massivo numa órbita fortemente inclinada não está totalmente excluído. O cenário do segundo disco é uma inferência a partir do que falta, não algo que alguém tenha observado.

Perguntas frequentes sobre planetas retrógrados

O que é um planeta retrógrado?

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

Como é que os astrónomos sabem em que direção um planeta orbita?

Observam o planeta a cruzar em frente da 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 pela qual o planeta bloqueia cada lado mostra a sua direção de movimento. Este é o efeito Rossiter-McLaughlin.

Algo orbita ao contrário no nosso Sistema Solar?

Nenhum planeta orbita o Sol ao contrário, e todos os oito mantêm-se perto do equador solar. Algumas luas fazem-no: a maior lua de Neptuno, Tritão, orbita contra a rotação do planeta e pensa-se ser um objeto capturado. Vénus gira ao contrário no seu eixo, mas a sua órbita segue o sentido normal.

Poderia GJ 3090 b suportar vida?

O estudo não diz nada sobre vida. O planeta circunda a 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-Neptuno, uma classe que geralmente se pensa ter uma espessa camada de gás 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 registados em 2024, e o artigo foi aceite 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 deverão partilhar a sua inclinação retrógrada. O próximo passo é medir também as suas órbitas, o que será difícil porque o planeta de 16 dias nunca cruza a 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

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