Tecnologia Científica

TESS descobre um planeta do tamanho de Marte, mas com a composição de Mercúrio
O novo mundo em ebulição, que gira em torno de sua estrela em uma faixa ultraclose, está entre os exoplanetas mais leves encontrados até hoje.
Por Jennifer Chu - 06/12/2021


Uma ilustração de uma estrela anã vermelha orbitada por um exoplaneta.
Créditos: Crédito: NASA / ESA / G. Bacon (STScI)

Os planetas de período ultracurto são mundos pequenos e compactos que giram em torno de suas estrelas de perto, completando uma órbita - e um único ano escaldante - em menos de 24 horas. Como esses planetas chegaram a essas configurações extremas é um dos mistérios contínuos da ciência exoplanetária.

Agora, os astrônomos descobriram um planeta de período ultracurto (USP) que também é superleve. O planeta é denominado GJ 367 b e orbita sua estrela em apenas oito horas. O planeta tem aproximadamente o tamanho de Marte e metade da massa da Terra, o que o torna um dos planetas mais leves descobertos até hoje.

Orbitando uma estrela próxima que está a 31 anos-luz de nosso próprio sol, GJ 367 b está perto o suficiente para que os pesquisadores pudessem identificar propriedades do planeta que não eram possíveis com os USPs detectados anteriormente. Por exemplo, a equipe determinou que GJ 376 b é um planeta rochoso e provavelmente contém um núcleo sólido de ferro e níquel, semelhante ao interior de Mercúrio.

Devido à sua extrema proximidade com sua estrela, os astrônomos estimam que o GJ 376 b é bombardeado com 500 vezes mais radiação do que a que a Terra recebe do sol. Como resultado, o lado diurno do planeta ferve a até 1.500 graus Celsius. Sob tais temperaturas extremas, qualquer atmosfera substancial teria se evaporado por muito tempo, junto com quaisquer sinais de vida, pelo menos como a conhecemos.

Mas há uma chance de que o planeta tenha parceiros habitáveis. Sua estrela é uma anã vermelha, ou anã M - um tipo de estrela que normalmente hospeda vários planetas. A descoberta do GJ 367 b em torno dessa estrela aponta para a possibilidade de mais planetas neste sistema, o que poderia ajudar os cientistas a entender as origens do GJ 376 b e de outros planetas de período ultracurto.

“Para esta classe de estrela, a zona habitável seria algo próximo a uma órbita de um mês”, disse o membro da equipe George Ricker, pesquisador sênior do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT. “Como esta estrela está tão perto e tão brilhante, temos uma boa chance de ver outros planetas neste sistema. É como se houvesse uma placa dizendo: 'Procure aqui planetas extras!' ”

Os resultados da equipe aparecem hoje na revista Science . O estudo foi conduzido por pesquisadores do Instituto de Pesquisa Planetária do Centro Aeroespacial Alemão, em colaboração com um grupo internacional de pesquisadores, incluindo os coautores do MIT, Ricker, Roland Vanderspek e Sara Seager.

Testes de trânsito

O novo planeta foi descoberto pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, uma missão liderada pelo MIT, da qual Ricker é o investigador principal. O TESS monitora o céu em busca de mudanças no brilho das estrelas mais próximas. Os cientistas procuram nos dados do TESS os trânsitos ou quedas periódicas da luz das estrelas que indicam que um planeta está cruzando e bloqueando brevemente a luz de uma estrela.

Por cerca de um mês em 2019, o TESS registrou um pedaço do céu ao sul que incluía a estrela GJ 376. Cientistas do MIT e de outros lugares analisaram os dados e detectaram um objeto em trânsito com uma órbita ultracurta de oito horas. Eles executaram vários testes para se certificar de que o sinal não era de uma fonte de “falso positivo”, como uma estrela binária eclipsando o primeiro plano ou o plano de fundo.

Depois de confirmar que o objeto era de fato um planeta de período ultracurto, eles observaram a estrela do planeta mais de perto, usando o High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS), um instrumento instalado no telescópio do Observatório Europeu do Sul no Chile.

A partir dessas medições, eles determinaram que o planeta está entre os planetas mais leves descobertos até agora, com um raio de 72 por cento e uma massa de 55 por cento, a da Terra. Essas dimensões indicam que o planeta provavelmente tem um núcleo rico em ferro.

Os pesquisadores então reduziram várias possibilidades para a composição do interior do planeta e descobriram que o cenário que melhor se adequava aos dados mostrava que um núcleo de ferro provavelmente constitui 86 por cento do interior do planeta, semelhante à composição de Mercúrio.

“Estamos encontrando um planeta do tamanho de Marte que tem a composição de Mercúrio”, diz Vanderspek, principal cientista pesquisador do MIT. “Está entre os menores planetas detectados até hoje e está girando em torno de uma anã M em uma órbita muito estreita.”

Enquanto os cientistas continuam a estudar o GJ 367 be sua estrela, eles esperam detectar sinais de outros planetas no sistema. As propriedades desses planetas - como seu espaçamento e orientação orbital - podem fornecer pistas de como o GJ 367 be outros planetas de período ultracurto surgiram.

“Entender como esses planetas se aproximam tanto de suas estrelas hospedeiras é um pouco como uma história de detetive”, diz Natalia Guerrero, membro da equipe do TESS. “Por que este planeta está perdendo sua atmosfera externa? Como ele se aproximou? Este processo foi pacífico ou violento? Esperançosamente, este sistema nos dará um pouco mais de visão. ”

Esta pesquisa foi apoiada em parte pela NASA.

 

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