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Exoplaneta excêntrico descoberto
As
Por Universidade de Berna - 07/01/2022


Arquivos de pixel alvo TESS dos Setores 14, 20, 21 e 26 que observaram TOI-2257, gerado por meio do tpfplotter (Aller et al. 2020). As aberturas usadas para extrair a fotometria pelo pipeline SPOC são mostradas como regiões sombreadas em vermelho. O catálogo Gaia DR2 (Gaia Collaboration 2018) é sobre-plotado, com todas as fontes de até 6 magnitudes em contraste com TOI-2257 mostrado como círculos vermelhos. Notamos que o tamanho do símbolo é dimensionado com o contraste de magnitude. Embora a estrela esteja relativamente isolada, há uma pequena quantidade de contaminação de fontes externas, variando de 2 a 5% do fluxo total. Crédito: DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202142280

Liderada pela Universidade de Berna, uma equipe internacional de pesquisa descobriu um exoplaneta sub-Netuno orbitando uma estrela anã vermelha. A descoberta também foi feita graças às observações realizadas pelo observatório SAINT-EX no México. O SAINT-EX é administrado por um consórcio que inclui o Centro para o Espaço e Habitabilidade (CSH) da Universidade de Berna e o Centro Nacional de Competência em Pesquisa NCCR PlanetS.

As "anãs vermelhas" são pequenas estrelas e, portanto, muito mais frias que o nosso sol. Em torno de estrelas como essas, a água líquida é possível em planetas muito mais próximos da estrela do que em nosso sistema solar. A distância entre um exoplaneta e sua estrela é um fator crucial em sua detecção: quanto mais próximo um planeta está de sua estrela hospedeira , maior a probabilidade de ser detectado.

Em um estudo publicado recentemente na revista Astronomy & Astrophysics , pesquisadores liderados pela Dra. Nicole Schanche do Centro para Espaço e Habitabilidade CSH da Universidade de Berna relataram a descoberta do exoplaneta TOI-2257 b orbitando uma anã vermelha próxima. Nicole Schanche também é membro do Centro Nacional de Competência em Planetas de Pesquisa, que a Universidade de Berna administra juntamente com a Universidade de Genebra.

Um telescópio especial faz parte da solução

Os exoplanetas que estão muito distantes de nosso sistema solar não podem ser observados diretamente com um telescópio - eles são muito pequenos e refletem muito pouca luz. No entanto, uma maneira de detectar esses planetas é o método de trânsito . Isso envolve o uso de telescópios para procurar quedas no brilho da estrela que ocorrem quando os planetas passam na frente dela. Observações repetidas das quedas no brilho da estrela fornecem medições precisas do período orbital do planeta ao redor da estrela, e a profundidade do trânsito permite aos pesquisadores determinar o diâmetro do planeta. Quando combinado com estimativas de massa do planeta de outros métodos, como o uso de medições de velocidade radial, a densidade do planeta pode ser calculada.

O planeta TOI-2257 b foi inicialmente identificado por dados do telescópio espacial TESS Transiting Exoplanet Survey Satellite da NASA. A pequena estrela foi observada por um total de quatro meses, mas as lacunas entre as observações significavam que não estava claro se a diminuição do brilho poderia ser explicada pelo trânsito de um planeta com uma órbita de 176, 88, 59, 44 ou 35 dias.
 
A observação da estrela com o Telescópio Global do Observatório Las Cumbres posteriormente descartou a possibilidade de que um planeta com um período orbital de 59 dias estivesse causando a queda no brilho. "Em seguida, queríamos descobrir se o período orbital de 35 dias seria possível", explica Nicole Schanche.

O telescópio SAINT-EX baseado no México, cooperado pelo CSH e o NCCR PlanetS, foi construído com o propósito de estudar as anãs vermelhas e seus planetas em mais detalhes. SAINT-EX é uma sigla que significa Pesquisa e caracterização de exoplanetas em trânsito. O projeto foi batizado em homenagem a Antoine de Saint-Exupéry (Saint-Ex), o famoso escritor, poeta e aviador. SAINT-EX observou um trânsito parcial de TOI-2257 be foi capaz de confirmar o período orbital exato do exoplaneta em torno de sua estrela, 35 dias. “Outros 35 dias depois, o SAINT-EX pôde observar todo o trânsito, o que nos deu ainda mais informações sobre as propriedades do sistema”, diz o coautor Robert Wells, do CSH, envolvido no processamento dos dados.

Um planeta temperado com uma órbita irregular

Com seu período orbital de 35 dias, TOI-2257 b orbita a estrela hospedeira a uma distância onde a água líquida é possível no planeta e, portanto, condições favoráveis ​​para o surgimento de vida poderiam existir. Os planetas nesta chamada "zona habitável" perto de uma pequena estrela anã vermelha são mais fáceis de estudar porque têm períodos orbitais mais curtos e, portanto, podem ser observados com mais frequência. O raio do TOI-2257 b (2,2 vezes maior que o da Terra) sugere que o planeta é bastante gasoso, com alta pressão atmosférica não propícia à vida.

"Descobrimos que o TOI-2257 b não tem uma órbita circular concêntrica", explica Nicole Schanche. Na verdade, é o planeta mais excêntrico orbitando uma estrela fria já descoberto. “Em termos de habitabilidade potencial, esta é uma má notícia”, continua Nicole Schanche. "Embora a temperatura média do planeta seja confortável, ela varia de -80 ° C a cerca de 100 ° C dependendo de onde o planeta está em sua órbita, longe ou perto da estrela." Uma possível explicação para esta órbita surpreendente é que mais longe no sistema um planeta gigante está à espreita e perturbando a órbita de TOI 2257 b. Outras observações medindo a velocidade radial da estrela ajudarão a confirmar a excentricidade e a pesquisar possíveis planetas adicionais que não puderam ser observados em trânsito.

Candidato para observação com JWST

O James Webb Space Telescope (JWST), lançado com sucesso em 25 de dezembro, vai revolucionar a pesquisa em atmosferas de exoplanetas. A fim de priorizar bons candidatos para observações com o JWST, foi desenvolvida uma métrica de espectroscopia de transmissão (TSM) que avalia diferentes propriedades do sistema. TOI-2257 b está bem posicionado em relação ao TSM e é um dos alvos sub-Netuno mais atraentes para observações futuras. “Em particular, o planeta poderia ser estudado em busca de sinais de características como vapor d'água na atmosfera”, conclui Nicole Schanche.

 

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