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Missão TESS descobre gigante de gelo
Um planeta do tamanho de Netuno pode ser o núcleo remanescente de um planeta muito maior.
Por Jennifer Chu - 02/07/2020


Em nosso sistema solar, os "gigantes do gelo" Netuno e Urano são muito menos densos que o rochoso Vênus e a Terra. Mas os astrofísicos da missão TESS da NASA agora encontraram um exoplaneta, o TOI-849b, que parece 40 vezes mais massivo que a Terra, mas tão denso. Esta ilustração mostra o exoplaneta, UCF-1.01. Como o TOI-849b, esse exoplaneta também orbita perto de uma estrela e é como "Netuno quente". Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech

Os planetas "gigantes do gelo" Netuno e Urano são muito menos densos que os planetas terrestres e rochosos, como Vênus e Terra. Além do nosso sistema solar, muitos outros planetas do tamanho de Netuno, orbitando estrelas distantes, parecem ser igualmente de baixa densidade.

Agora, um novo planeta descoberto pelo satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS, parece reverter essa tendência. O planeta, chamado TOI-849 b, é o 749º “Objeto de Interesse do TESS” identificado até o momento. Os cientistas avistaram o planeta circulando uma estrela a cerca de 750 anos-luz de distância a cada 18 horas, e estimam que seja cerca de 3,5 vezes maior que a Terra, tornando-a um planeta do tamanho de Netuno. Surpreendentemente, este Netuno distante parece ser 40 vezes mais massivo que a Terra e tão denso.

O TOI-849 b é o planeta do tamanho de Netuno mais maciço descoberto até hoje e o primeiro a ter uma densidade comparável à da Terra.

"Se esse cenário for verdadeiro, o TOI-849 b é o único núcleo remanescente do planeta e o maior núcleo gigante de gás já existente", diz Huang. "Isso é algo que deixa os cientistas realmente empolgados, porque as teorias anteriores não podem explicar este planeta".


"Este novo planeta é duas vezes mais massivo que o nosso próprio Netuno, o que é realmente incomum", diz Chelsea Huang, pós-doc do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial Kavli do MIT e membro da equipe científica do TESS. “Imagine se você tivesse um planeta com a densidade média da Terra, construída até 40 vezes a massa da Terra. É muito louco pensar no que está acontecendo no centro de um planeta com esse tipo de pressão. ”

A descoberta é relatada hoje na revista Nature . Os autores do estudo incluem Huang e membros da equipe científica do TESS no MIT.

Um maldito Júpiter?

Desde o seu lançamento em 18 de abril de 2018, o satélite TESS tem procurado nos céus por planetas além do nosso sistema solar. O projeto é uma das missões Astrophysics Explorer da NASA e é liderado e operado pelo MIT. O TESS foi projetado para examinar quase todo o céu, girando sua visão todos os meses para se concentrar em um pedaço diferente do céu enquanto orbita a Terra. Enquanto varre o céu, o TESS monitora a luz das estrelas mais brilhantes e próximas, e os cientistas procuram mergulhos periódicos na luz das estrelas que podem sinalizar que um planeta está cruzando na frente de uma estrela.

Os dados obtidos pelo TESS, na forma da curva de luz de uma estrela, ou medidas de brilho, são disponibilizados pela primeira vez à equipe científica do TESS, um grupo internacional de pesquisadores de vários institutos, liderado por cientistas do MIT. Esses pesquisadores analisam os dados pela primeira vez para identificar candidatos promissores ao planeta, ou TESS Objects of Interest. Estes são compartilhados publicamente com a comunidade científica geral, juntamente com os dados do TESS para análise posterior.

Na maior parte, os astrônomos concentram sua busca por planetas nas estrelas mais próximas e brilhantes que o TESS observou. Huang e sua equipe no MIT, no entanto, recentemente tiveram algum tempo extra para examinar os dados durante setembro e outubro de 2018 e se perguntaram se algo poderia ser encontrado entre as estrelas mais fracas. Com certeza, eles descobriram um número significativo de quedas de trânsito de uma estrela a 750 anos-luz de distância e logo depois confirmaram a existência do TOI-849 b.

"Estrelas como essa geralmente não são analisadas com cuidado por nossa equipe, então essa descoberta foi uma feliz coincidência", diz Huang.

Observações de acompanhamento da estrela fraca com vários telescópios terrestres confirmaram ainda mais o planeta e também ajudaram a determinar sua massa e densidade.

Huang diz que as curiosas proporções do TOI-849 b estão desafiando as teorias existentes da formação planetária.

"Estamos realmente intrigados com a forma como este planeta se formou", diz Huang. “Todas as teorias atuais não explicam completamente por que ela é tão massiva em sua localização atual. Não esperamos que os planetas cresçam para 40 massas terrestres e depois parem por aí. Em vez disso, deveria continuar crescendo e acabar sendo um gigante gasoso, como um Júpiter quente, em várias centenas de massas da Terra. ”

Uma hipótese levantada pelos cientistas para explicar a massa e a densidade do novo planeta é que talvez ele já tenha sido um gigante de gás muito maior, semelhante a Júpiter e Saturno - planetas com envelopes de gás mais volumosos que envolvem núcleos considerados tão densos quanto os Terra.

Como a equipe do TESS propõe no novo estudo, ao longo do tempo, grande parte do envelope gasoso do planeta pode ter sido destruído pela radiação da estrela - um cenário improvável, pois o TOI-849 b orbita extremamente perto da estrela hospedeira. Seu período orbital é de apenas 0,765 dias, ou pouco mais de 18 horas, o que expõe o planeta a cerca de 2.000 vezes a radiação solar que a Terra recebe do sol. De acordo com esse modelo, o planeta do tamanho de Netuno, descoberto pelo TESS, pode ser o núcleo remanescente de um gigante do tamanho de Júpiter, muito mais massivo.

"Se esse cenário for verdadeiro, o TOI-849 b é o único núcleo remanescente do planeta e o maior núcleo gigante de gás já existente", diz Huang. "Isso é algo que deixa os cientistas realmente empolgados, porque as teorias anteriores não podem explicar este planeta".

Esta pesquisa foi financiada, em parte, pela NASA.

 

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