Um planeta observado cruzando na frente ou em tra¢nsito de uma estrela de baixa massa foi determinado ter o tamanho de Jaºpiter. Embora centenas de planetas do tamanho de Jaºpiter tenham sido descobertos orbitando estrelas maiores como o Sol, éraro ver esses planetas orbitando estrelas hospedeiras de baixa massa e a descoberta pode ajudar os astrônomos a entender melhor como esses planetas gigantes se formam.

"Este éapenas o quinto planeta do tamanho de Jaºpiter transitando por uma estrela de baixa massa que foi observada e o primeiro com um período orbital tão longo, o que torna esta descoberta realmente emocionante", disse Caleb Caa±as, principal autor do artigo e um Ph .D. estudante da Penn State e da NASA Earth and Space Science Fellow.

Originalmente detectado pela Espaçonave Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, os astrônomos caracterizaram a massa, o raio e o período orbital do planeta usando o Habitable-zone Planet Finder (HPF), um espectra³grafo astrona´mico construa­do por uma equipe da Penn State e instalado nos 10m Telescópio Hobby-Eberly no Observatório McDonald no Texas. Um artigo que descreve a pesquisa foi publicado na edição de setembro de 2020 do Astronomical Journal e estãoacessa­vel ao paºblico no arXiv.

"Um planeta em tra¢nsito do tamanho de Jaºpiter épassa­vel de novas observações para ver o quanto bem a a³rbita estãoalinhada com o eixo de rotação da estrela hospedeira e para restringir como ela poderia ter se formado", disse Caa±as. "Além disso, a baixa massa da estrela hospedeira e o longo período orbital resultam em um Jaºpiter com uma temperatura moderada em comparação com planetas semelhantes detectados com o telesca³pio espacial Kepler da NASA."

A estrela hospedeira, TOI-1899, éuma estrela de baixa massa (M ana£) a cerca de 419 anos-luz de distância da Terra. O planeta, TOI-1899 b, tem dois tera§os da massa de Jaºpiter, dez por cento maior em raio do que Jaºpiter e tem 0,16 unidades astrona´micas (UA) - uma medida definida como a distância entre a Terra e o sol - de seu hospedeiro estrela de tal forma que um ano inteiro em TOI-1899 leva apenas 29 dias terrestres. Para comparação, os outros quatro planetas em tra¢nsito do tamanho de Jaºpiter em torno de estrelas compara¡veis completam suas a³rbitas em menos de 4 dias.

O planeta foi detectado pelo TESS usando o manãtodo de tra¢nsito , que busca estrelas que mostram quedas peria³dicas em seu brilho como um sinal revelador de um objeto orbitando cruzando na frente da estrela e bloqueando uma parte de sua luz. O sinal foi posteriormente confirmado como um planeta usando observações precisas do espectra³grafo HPF que mede a massa do planeta analisando como ele faz com que seu hospedeiro comece a oscilar.

De uma perspectiva de formação e evolução orbital, não háuma linha divisãoria clara entre Jaºpiteres quentes e os grandes planetas ainda mais pra³ximos de suas estrelas hospedeiras, os Jaºpiteres quentes mais comumente descobertos.

"Jaºpiteres quentes como TOI-1899 b orbitam surpreendentemente perto de sua estrela", disse Rebekah Dawson, professora assistente de astronomia e astrofa­sica na Penn State e autora do artigo. "Mesmo que o período orbital do planeta seja longo em comparação com muitos outros planetas gigantes detectados e caracterizados atravanãs do manãtodo de tra¢nsito, ele ainda coloca o planeta gigante muito mais perto de sua estrela do que esperara­amos das teorias cla¡ssicas de formação. Caracterização detalhada de suas caracteri­sticas físicas e propriedades orbitais, arquitetura do sistema e estrelas hospedeiras - como a equipe HPF fez para TOI-1899 b - nos permitem testar teorias de como planetas gigantes podem se formar ou ser deslocados tão perto de sua estrela. "

O Habitable-zone Planet Finder foi entregue ao 10m Hobby Eberly Telescope no McDonald Observatory no final de 2017, e começou as operações cienta­ficas completas no final de 2018. HPF éprojetado para detectar e caracterizar planetas na Habitable-zone - a regia£o ao redor da estrela onde um planeta pode sustentar águala­quida em suasuperfÍcie - em torno de estrelas ana£s M próximas, mas também écapaz de fazer medições sensa­veis para planetas fora da zona habita¡vel.

"Este Jaºpiter quente éum alvo atraente para caracterização atmosfanãrica com as próximas missaµes como o Telescópio Espacial James Webb", disse Suvrath Mahadevan, professor de astronomia e astrofa­sica da Penn State, o principal investigador do espectra³grafo HPF e autor do artigo. "HPF foi fundamental para nos ajudar a confirmar isso, mas detectar um segundo tra¢nsito éimportante para definir com precisão seu período."

Além dos dados do HPF, dados adicionais foram obtidos com o Telescópio de 3,5 m no Observatório Nacional Kitt Peak (KPNO) no Arizona e o Telescópio Shane de 3 m no Observatório Lick para imagens de alto contraste e observações fotomanãtricas com o Telescópio WIYN de 0,9 m em KPNO , Telescópio ARCSAT de 0,5 m no Observatório Apache Point, e o telesca³pio de 0,43 m no Observatório Richard S. Perkin em Nova York.