A recente descoberta de um sistema solar com seis exoplanetas confirmados e um possível sétimo exoplaneta melhorou a compreensão dos astrónomos sobre a formação e evolução dos planetas. Uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Irvine, contou com observatórios e instrumentos espalhados por todo o mundo para produzir as medições mais precisas da massa, propriedades orbitais e características atmosféricas de um exoplaneta.
Num artigo publicado em 29 de janeiro no The Astronomical Journal, os investigadores partilharam os resultados do rastreio TESS-Keck, que forneceu uma descrição detalhada dos exoplanetas que orbitam TOI-1136, uma estrela anã na galáxia a mais de 270 anos-luz de distância da Terra. Este estudo é uma continuação das observações iniciais da equipe da estrela e dos exoplanetas em 2019, usando dados do Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA. O projeto forneceu a primeira estimativa da massa de um exoplaneta cronometrando as mudanças nos tempos de trânsito, uma medida da atração gravitacional dos planetas em órbita uns em direção aos outros.
No estudo recente, os pesquisadores combinaram dados do TTV com a análise da velocidade radial da estrela. Usando o Telescópio Automated Planet Finder no Observatório Lick em Mount Hamilton, na Califórnia, e o Espectrógrafo Keystone de Alta Resolução em W.M. Keck em Mauna Kea, no Havaí, eles foram capazes de detectar mudanças sutis no movimento da estrela através do desvio para o vermelho e do desvio para o azul do efeito Doppler - o que os ajudou a determinar leituras de massa do planeta com uma precisão sem precedentes.
Para obter informações precisas sobre os planetas deste sistema solar, a equipe construiu modelos computacionais usando centenas de medições de velocidade radial e dados TTV. Autor principal Corey Beard, Ph.D. da UCLA. candidato em física, disse que combinar as duas leituras pode render mais conhecimento sobre o sistema do que nunca.
"Foram necessárias muitas tentativas e erros, mas depois de desenvolver um dos modelos de sistemas planetários mais complexos até à data na literatura sobre exoplanetas, estamos muito satisfeitos com os nossos resultados," disse Beard.
Paul Robertson, coautor do artigo e professor associado de física e astronomia na UCLA, disse que o grande número de planetas é um fator que motiva grupos astronômicos a realizar mais pesquisas.
“Acreditamos que o TOI-1136 é muito vantajoso do ponto de vista da investigação porque quando um sistema acolhe múltiplos exoplanetas, podemos controlar o impacto da evolução planetária na estrela hospedeira, o que nos ajuda a concentrar-nos nos mecanismos físicos individuais que fazem com que estes planetas tenham tais propriedades”, disse ele.
Robertson acrescentou que quando os astrónomos tentam comparar planetas em diferentes sistemas solares, existem muitas variáveis que diferem devido às diferentes propriedades das estrelas e às suas localizações em diferentes partes da galáxia. Observar exoplanetas no mesmo sistema pode estudar planetas que tiveram histórias semelhantes, disse ele.
TOI-1136 é muito jovem para os padrões estelares, com apenas 700 milhões de anos, outra característica que atrai caçadores de exoplanetas. Encontrar jovens estrelas é “difícil e especial” porque elas são muito ativas, disse Robertson. Durante esta fase do desenvolvimento de uma estrela, o magnetismo, as manchas solares e as erupções solares são mais comuns e intensas, e a radiação resultante pode impactar e esculpir os planetas, afetando as suas atmosferas.
Os exoplanetas confirmados TOI-1136b a TOI-1136g em TOI-1136 são classificados pelos especialistas como “sub-Netunos”. O menor planeta tem um raio mais que o dobro do da Terra, e outros têm raios até quatro vezes o da Terra, aproximadamente do mesmo tamanho de Urano e Netuno, disse Robertson.
De acordo com o estudo, todos esses planetas orbitam TOI-1136 em menos de 88 dias que Mercúrio leva para orbitar o Sol da Terra. “Colocamos todo o sistema solar numa região tão pequena em torno da estrela que todo o nosso sistema planetário aqui está fora dessa região”, disse Robertson.
“Eles são planetas estranhos para nós porque não há nada exatamente igual a eles no nosso sistema solar”, disse a coautora Rae Holcomb, doutoranda em física na UCLA. "Mas quanto mais estudamos outros sistemas planetários, mais pensamos que podem ser o tipo de planeta mais comum na Via Láctea."
Outro ingrediente peculiar deste sistema solar é a possível existência de um sétimo planeta, mas isso ainda não foi confirmado. Os pesquisadores detectaram algumas evidências de outra força ressonante no sistema. Robertson explicou que quando os planetas orbitam próximos uns dos outros, eles exercem uma atração gravitacional uns sobre os outros.
“Quando você ouve um acorde tocado no piano, soa bem porque há ressonâncias, ou mesmo lacunas, entre as notas que você ouve”, disse ele. "Os períodos orbitais destes planetas têm lacunas semelhantes. Quando um exoplaneta ressoa, a direção da atração é sempre a mesma. Isto pode ter um efeito desestabilizador ou, em casos especiais, pode tornar a órbita mais estável."
Robertson observou que a pesquisa está longe de responder a todas as perguntas da sua equipa sobre os exoplanetas neste sistema, mas deixa os investigadores com esperança de obter mais conhecimento, particularmente sobre a composição da atmosfera do planeta. A pesquisa nesta área pode ser melhor conduzida através dos recursos avançados de análise espectral do Telescópio Espacial James Webb da NASA.
“Estou muito orgulhoso de que os Observatórios UC Lick e Keck tenham participado na caracterização deste sistema muito importante”, disse Matthew Shetrone, diretor associado do Observatório UC. "Ter tantos planetas de tamanho médio no mesmo sistema permite-nos realmente testar como é a formação planetária. Quero saber mais sobre estes planetas, encontraremos mundos de lava, mundos de água e mundos de gelo no mesmo sistema solar? Parece ficção científica."
Fonte compilada: ScitechDaily