Identificados os exoplanetas com maior período orbital entre os que transitam estrelas jovens

Uma colaboração internacional de astrónomos liderada pela ULL (Universidade de La Laguna) e pelo IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) identificou dois planetas intrigantes, gigantescos, mas de baixa densidade, que orbitam a estrela HD 114082. Esta estrela tem apenas 15 milhões de anos, ou seja, é muito mais jovem do que o Sol (com 4,6 mil milhões de anos), gira 15 vezes mais depressa, tem 28% mais massa e é cerca de mil graus mais quente e quase quatro vezes mais luminosa. Os seus planetas recebem cerca de 200 vezes mais luz e calor do que Júpiter. O estudo, que envolveu a separação do fraco sinal planetário do sinal estelar, oferece pistas acerca da formação dos exoplanetas e ajuda a contextualizar o Sistema Solar.

Carlos del Burgo Díaz, investigador sénior que trabalha na ULL e no IAC, lidera o estudo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters e detalha as descobertas: “Identificámos um estranho par de exoplanetas gigantes. Destacam-se entre os mais jovens detetados por passarem à frente da sua estrela, pois demoram mais tempo a completar uma órbita. O planeta interior, 20% mais próximo da sua estrela do que a Terra do Sol, tem o tamanho de Júpiter. O planeta exterior encontra-se à mesma distância orbital que a Terra e tem um raio 36% maior do que o de Júpiter e uma densidade média mais de 7,5 vezes inferior à da água, pelo que flutuaria”. Alejandro Suárez Mascareño (ULL/IAC), coautor do artigo científico, acrescenta: “Os planetas movem-se em órbitas quase circulares no mesmo plano e podem estar em ressonância, ou perto da ressonância [o que implica que os períodos orbitais têm uma relação simples de números inteiros]”.

O estudo utiliza dados recolhidos pelos telescópios espaciais TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) e CHEOPS (CHaracterising ExOplanet Satellite), bem como por instalações terrestres, incluindo o NGTS (Next-Generation Transit Survey; Chile), o ASTEP+ (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets; Antártida) e o LCO (Las Cumbres Observatory). A partir destas observações, foram geradas curvas de luz estelar (intensidade em função do tempo). Estas mostram quatro diminuições não consecutivas do planeta interior HD 114082 b. Cada diminuição de brilho, ou trânsito, deve-se ao facto de o planeta passar à frente da estrela, bloqueando uma pequena fração da sua luz do ponto de vista do Sistema Solar. Estes dados permitiram determinar o seu período orbital com uma precisão de minutos: 225 dias, 13 horas e 12 minutos (incerteza de 34,56 segundos). O período do planeta exterior, HD 114082 c, 314 dias (margem de erro de 9%), foi estimado a partir de um único trânsito confirmado por dois instrumentos e medições suplementares.

A atração gravitacional entre os dois planetas manifesta-se através de um efeito de “jogo da corda”, que atrasa ou antecipa o trânsito do planeta companheiro; este efeito, tanto mais pronunciado quanto mais próximos de uma ressonância estes gigantes estiverem, pode ser medido mesmo que as suas massas sejam pequenas. Carlos del Burgo acrescenta: “Na sequência da nossa descoberta, esperamos que a comunidade exoplanetária se junte à busca por um segundo trânsito do planeta exterior, o que nos permitiria determinar o seu período com uma maior precisão. Uma vez alcançado este objetivo, o aperfeiçoamento dos valores das massas dos dois planetas exigirá a medição dos tempos médios de trânsito de vários picos de diminuição de brilho para cada um. Este método também poderá revelar corpos adicionais no sistema”.

Como e onde é que se formaram estes planetas?

Estes gigantes formaram-se no disco protoplanetário, rico em gás e poeira, em torno da estrela. Inicialmente, acumularam material até formarem um núcleo sólido. Quando atingiram uma determinada massa, iniciou-se um descontrolado processo de acreção de gás e o calor interno provocou a expansão do seu invólucro. A teoria sugere que dois planetas nascidos muito próximos um do outro tendem a atingir massas semelhantes. A massa medida do planeta exterior é, no máximo, 24% da de Júpiter, ou seja, 4,4 vezes a massa de Neptuno. Os planetas de HD 114082 podem ter-se formado “in situ” (expressão em latim – significa que se formaram onde foram encontrados). Ou então, formaram-se numa região distante e fria e migraram para as suas órbitas atuais, onde recebem mais luz e calor.

Carlos del Burgo explica: “Estes gigantes devem ter influenciado as órbitas dos asteroides e cometas [remanescentes da formação planetária] mais próximos da estrela, organizando-os numa cintura que se encontra no mesmo plano que as órbitas dos planetas”. Jonathan Marshall, do ASIAA (Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics), coautor do artigo científico, acrescenta: “Por outro lado, o anel exterior de grãos de poeira gelada e detritos, localizado a uma distância 25% superior do que a órbita de Neptuno, está inclinado em relação às órbitas planetárias e é provavelmente primordial”.

O impacto das descobertas

A colaboração internacional contou com a participação de 38 investigadores. Os esforços foram coordenados para garantir a integração dos dados e um processamento coerente. As descobertas obtidas colocam este sistema planetário em torno de HD 114082 no centro das atenções da comunidade exoplanetária. Nos próximos anos, observações de acompanhamento com instalações como as utilizadas neste trabalho e outras, tais como o Telescópio Espacial James Webb, permitirão caracterizar este sistema único com maior detalhe, desde a determinação precisa das massas dos planetas até à descoberta da composição química das suas atmosferas e outros mistérios ainda por resolver.

// IAC (comunicado de imprensa)
// ULL (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)

Saiba mais:

HD 114082:
ipac
HD 114082 b (NASA)
HD 114082 b (Exoplanet.eu)
HD 114082 c (Exoplanet.eu)

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite):
NASA
NASA/Goddard
Programa de Investigadores do TESS (HEASARC da NASA)
MAST (Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais)
Exoplanetas descobertos pelo TESS (NASA Exoplanet Archive)
Wikipedia

CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite):
ESA
Wikipedia

NGTS (Next-Generation Transit Survey):
Página principal
Wikipedia

LCO (Las Cumbres Observatory):
Página principal
Wikipedia