Maunakea, Havaí – Três planetas recém-descobertos orbitam perigosamente perto de estrelas que estão chegando ao fim de suas vidas.
Dos milhares de planetas extra-solares encontrados até agora, esses três planetas gigantes gasosos detectados pela missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, 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 conhecido atualmente.
“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 doutorado no Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí (UH IfA), acrescentou que “essas observações oferecem novas janelas para planetas que estão chegando ao fim de suas vidas, antes que suas estrelas hospedeiras os engulam”.
Grunblatt anunciou a descoberta e confirmação desses planetas – TOI-2337b, TOI-4329b e TOI-2669b – em uma conferência de imprensa da American Astronomical Society hoje; o estudo foi aceito para publicação no Astronomical Journal e está disponível em formato de (preprint) pré-impressão no arXiv.org .
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. Eles também abrangem uma ampla gama de densidades, desde o isopor até três vezes mais densos que a 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 UH IfA e coautor do estudo.
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 High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES) do WM Keck Observatory em Maunakea, Havaí 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 do UH IfA Daniel Huber, coautor do estudo.
como pode ser 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: Karen Teramura / Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí
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 as órbitas dos planetas ao redor da estrela hospedeira se aproximem, aumentando a probabilidade de alguns deles colidirem, ou mesmo desestabilizarem todo o sistema planetário.
A grande variedade de densidades de planetas encontradas no estudo sugere que esses sistemas planetários foram moldados por meio de interações caóticas de planeta a 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.
Observações futuras de um desses sistemas, o 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.
A equipe espera que essa ‘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?”
SOBRE CONTRATAÇÕES
O espectrômetro Echelle de alta resolução (HIRES) produz espectros de objetos únicos com resolução espectral muito alta, mas cobrindo uma ampla faixa de comprimentos de onda. Ele faz isso separando a luz em muitas “faixas” de espectros empilhados em um mosaico de três grandes detectores CCD. HIRES é famoso por encontrar exoplanetas. Os astrônomos também usam o HIRES para estudar fenômenos astrofísicos importantes, como galáxias distantes e quasares, e encontrar pistas cosmológicas sobre a estrutura do universo primitivo, logo após o Big Bang.
SOBRE O OBSERVATÓRIO WM KECK
Os telescópios do Observatório WM Keck estão entre os mais cientificamente produtivos da Terra. Os dois telescópios ópticos/infravermelhos de 10 metros no topo de Maunakea, na ilha do Havaí, apresentam um conjunto de instrumentos avançados, incluindo geradores de imagens, espectrógrafos de múltiplos objetos, espectrógrafos de alta resolução, espectrômetros de campo integral e sistemas de óptica adaptativa de estrela guia a laser líder mundial . Alguns dos dados aqui apresentados foram obtidos no Observatório Keck, que é uma organização privada sem fins lucrativos 501(c) 3 operada como uma parceria científica entre o Instituto de Tecnologia da Califórnia, a Universidade da Califórnia e a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço. O Observatório foi possível graças ao generoso apoio financeiro da Fundação WM Keck. Os autores desejam reconhecer e reconhecer o papel cultural muito significativo e a reverência que o cume de Maunakea sempre teve dentro da comunidade nativa havaiana. Temos a sorte de ter a oportunidade de realizar observações desta montanha.
FONTE: NASA
