Astra´nomos do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaa­ (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 atéagora, esses três planetas gigantes gasosos , detectados pela primeira vez pela missão NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), tem algumas das a³rbitas de período mais curto em torno de estrelas subgigantes ou gigantes . Um dos planetas, TOI-2337b, seráconsumido por sua estrela hospedeira em menos de 1 milha£o 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 planetarios evoluem ao longo do tempo”, explicou o autor principal Samuel Grunblatt, pa³s-doutorando no Museu Americano de Hista³ria 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 pra³ximos 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 conferaªncia de imprensa da American Astronomical Society. Os pesquisadores estimam que os planetas tenham massas entre 0,5 e 1,7 vezes a massa de Jaºpiter e tamanhos que variam de um pouco menor a mais de 1,6 vezes o tamanho de Jaºpiter. Tambanãm abrangem uma vasta gama de densidades, desde a densidade da cortia§a atétrês vezes mais densa que a da a¡gua, 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 tra¢nsito evolua­dos 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 planeta¡ria' nos ajude a entender o passado, presente e futuro dos sistemas planetarios, levando-nos um passo mais perto de responder a  pergunta: "Estamos sozinhos?"

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 existaªncia dos três planetas.

“As observações Keck desses sistemas planetarios são cra­ticas para entender suas origens, ajudando a revelar o destino de sistemas solares como o nosso”, disse o astra´nomo Daniel Huber, coautor do estudo.

Os modelos atuais de dina¢mica dos planetas sugerem que os planetas devem espiralar em direção a s suas estrelas hospedeiras a  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 fara¡ com que os planetas ao redor de uma estrela se aproximem, aumentando a probabilidade de alguns deles colidirem, ou mesmo desestabilizarem todo o sistema planetario .

A grande variedade de densidades de planetas encontrada no estudo sugere que esses sistemas planetarios foram moldados por meio de interações caa³ticas planeta-planeta. Isso também pode ter resultado em taxas de aquecimento e escalas de tempo imprevisa­veis para esses planetas, dando-lhes a ampla gama de densidades que observamos hoje.

Observações futuras de um dos sistemas, TOI-4329, com o recanãm-lana§ado Telescópio Espacial James Webb, podem revelar evidaªncias de águaou dia³xido 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 a³rbitas planeta¡rias que vemos hoje.

O monitoramento conta­nuo desses sistemas com o telesca³pio TESS da NASA restringira¡ a taxa na qual esses planetas estãoespiralando em suas estrelas hospedeiras. Atéagora, nenhum sinal claro de decaimento orbital foi observado em nenhum dos sistemas, mas uma linha de base mais longa de observações com as Missaµes Estendidas do TESS fornecera¡ restrições muito mais ra­gidas no planeta em espiral do que épossí­vel atualmente, revelando quanto fortemente os sistemas planetarios são afetado pela evolução estelar.