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Planetas recém-descobertos serão 'engolidos' por suas estrelas
Astrônomos do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí (IfA) fazem parte de uma equipe que descobriu recentemente três planetas orbitando perigosamente perto de estrelas próximas do fim de suas vidas.
Por Universidade do Havaí em Manoa - 13/01/2021


Representação artística de um sistema planetário semelhante ao TOI-2337b, TOI-4329b e TOI-2669b, onde um exoplaneta quente semelhante a Júpiter orbita uma estrela evoluída e moribunda. Crédito: Universidade do Havaí/Instituto de Astronomia/Karen Teramura

Astrônomos do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí (IfA) fazem parte de uma equipe que descobriu recentemente três planetas orbitando perigosamente perto de estrelas próximas do fim de suas vidas.

Dos milhares de planetas extra -solares encontrados até agora, esses três planetas gigantes gasosos , detectados pela primeira vez pela missão NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), têm algumas das órbitas de período mais curto em torno de estrelas subgigantes ou gigantes . Um dos planetas, TOI-2337b, será consumido por sua estrela hospedeira em menos de 1 milhão de anos, mais cedo do que qualquer outro planeta atualmente conhecido.

“Essas descobertas são cruciais para entender uma nova fronteira nos estudos de exoplanetas: como os sistemas planetários evoluem ao longo do tempo”, explicou o autor principal Samuel Grunblatt, pós-doutorando no Museu Americano de História Natural e no Instituto Flatiron em Nova York. Grunblatt, que obteve seu Ph.D. do IfA, acrescentou que "essas observações oferecem novas janelas para planetas próximos do fim de suas vidas, antes que suas estrelas hospedeiras os engulam".

A descoberta e confirmação dos planetas foi aceita para publicação no Astronomical Journal e foi anunciada em 13 de janeiro em uma conferência de imprensa da American Astronomical Society. Os pesquisadores estimam que os planetas tenham massas entre 0,5 e 1,7 vezes a massa de Júpiter e tamanhos que variam de um pouco menor a mais de 1,6 vezes o tamanho de Júpiter. Também abrangem uma vasta gama de densidades, desde a densidade da cortiça até três vezes mais densa que a da água, implicando uma grande variedade de origens.

Acredita-se que esses três planetas sejam apenas a ponta do iceberg. “Esperamos encontrar dezenas a centenas desses sistemas de planetas em trânsito evoluídos com o TESS, fornecendo novos detalhes sobre como os planetas interagem uns com os outros, inflam e migram em torno de estrelas, incluindo aquelas como o nosso Sol”, disse Nick Saunders, estudante de pós-graduação da IfA e coautor do estudo.

A equipe espera que esta 'arqueologia planetária' nos ajude a entender o passado, presente e futuro dos sistemas planetários, levando-nos um passo mais perto de responder à pergunta: "Estamos sozinhos?"
 
Confirmação detalhada em Maunakea

Os planetas foram encontrados pela primeira vez em dados de imagem full-frame da missão TESS da NASA, obtidos em 2018 e 2019. Grunblatt e seus colaboradores identificaram os planetas candidatos nos dados do TESS e, em seguida, usaram o Observatório WM Keck em Maunakea para confirmar a existência dos três planetas.

“As observações Keck desses sistemas planetários são críticas para entender suas origens, ajudando a revelar o destino de sistemas solares como o nosso”, disse o astrônomo Daniel Huber, coautor do estudo.

Os modelos atuais de dinâmica dos planetas sugerem que os planetas devem espiralar em direção às suas estrelas hospedeiras à medida que as estrelas evoluem ao longo do tempo, particularmente nos últimos 10% da vida da estrela. Esse processo também aquece os planetas, potencialmente causando a inflação de suas atmosferas. No entanto, essa evolução estelar também fará com que os planetas ao redor de uma estrela se aproximem, aumentando a probabilidade de alguns deles colidirem, ou mesmo desestabilizarem todo o sistema planetário .

A grande variedade de densidades de planetas encontrada no estudo sugere que esses sistemas planetários foram moldados por meio de interações caóticas planeta-planeta. Isso também pode ter resultado em taxas de aquecimento e escalas de tempo imprevisíveis para esses planetas, dando-lhes a ampla gama de densidades que observamos hoje.

Olhando para frente

Observações futuras de um dos sistemas, TOI-4329, com o recém-lançado Telescópio Espacial James Webb, podem revelar evidências de água ou dióxido de carbono na atmosfera do planeta. Se essas moléculas forem vistas, os dados forneceriam restrições sobre onde esses planetas se formaram e que tipo de interações tiveram que ocorrer para produzir as órbitas planetárias que vemos hoje.

O monitoramento contínuo desses sistemas com o telescópio TESS da NASA restringirá a taxa na qual esses planetas estão espiralando em suas estrelas hospedeiras. Até agora, nenhum sinal claro de decaimento orbital foi observado em nenhum dos sistemas, mas uma linha de base mais longa de observações com as Missões Estendidas do TESS fornecerá restrições muito mais rígidas no planeta em espiral do que é possível atualmente, revelando quão fortemente os sistemas planetários são afetado pela evolução estelar.

 

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