Astrônomos descobrem um sistema planetário chave para entender o mecanismo de formação das Super-Terras

https://www.sciences.uliege.be/cms/c_11261020/en/astronomers-from-the-university-of-liege-discover-a-key-planetary-system-to-understand-the-formation-mechanism-of-the-mysterious-super-earths
Impressão artística do sistema TOI-2096. Crédito: Lionel J. Garcia

Um estudo liderado por pesquisadores da Universidade de Liege – usando observações do telescópio TESS da NASA – apresenta a detecção de um sistema de dois planetas ligeiramente maiores que a Terra orbitando uma estrela fria em uma dança sincronizada. Chamado TOI-2096, o sistema está localizado a 150 anos-luz da Terra. Esta descoberta foi publicada na revista Astronomy & Astrophysics.

A presente descoberta é resultado de uma estreita colaboração entre universidades europeias e americanas e foi possível graças à missão espacial norte-americana TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), que visa encontrar planetas orbitando estrelas brilhantes próximas.

Francisco J. Pozuelos, astrofísico, primeiro autor do artigo, ex-membro do laboratório ExoTIC ( Unidade de Investigação em Astrobiologia/Faculdade de Ciências, ULiège), que passou a integrar o Conselho Nacional de Investigação de Espanha (IAA-CSIC), explicou:

O TESS está realizando um levantamento de todo o céu usando o método de trânsito, ou seja, monitorando o brilho estelar de milhares de estrelas em busca de um leve escurecimento, que pode ser causado por um planeta passando entre a estrela e o observador. No entanto, apesar de seu poder de detectar novos mundos, a missão TESS precisa do apoio de telescópios terrestres para confirmar a natureza planetária dos sinais detectados.

Francisco J. Pozuelos

Os planetas TOI-2096 b e TOI-2096 c foram observados com uma rede internacional de telescópios terrestres, permitindo a sua confirmação e caracterização. A maioria dos trânsitos foi obtida com telescópios dos projetos TRAPPIST e SPECULOOS liderados pela Universidade de Liege.

Mathilde Timmermans, estudante de doutorado no laboratório ExoTIC da ULiege e coautora do artigo científico, esclareceu:

Fazendo uma análise exaustiva dos dados, descobrimos que os dois planetas estavam em órbitas ressonantes: para cada órbita do planeta externo, o planeta interno orbita a estrela duas vezes. Seus períodos são, portanto, muito próximos de serem múltiplos entre si, com cerca de 3,12 dias para o planeta b e cerca de 6,38 dias para o planeta c. Esta é uma configuração muito particular, e causa uma forte interação gravitacional entre os planetas. Essa interação atrasa ou acelera a passagem dos planetas na frente de sua estrela e pode levar à medição das massas planetárias usando telescópios maiores em futuro próximo.

Mathilde Timmermans

Os pesquisadores por trás da descoberta estimam que o raio do planeta b – o mais próximo de sua estrela – é 1,2 vezes o da Terra, daí o nome ‘super-Terra’. Suas propriedades podem ser semelhantes às da Terra: um planeta com uma composição principalmente rochosa, possivelmente cercado por uma atmosfera rarefeita. Da mesma forma, o raio do planeta c é 1,9 vezes o raio da Terra e 55% o de Netuno, o que poderia colocar o planeta na categoria de ‘mini-Netunos’, planetas compostos por um núcleo rochoso e gelado cercado por hidrogênio estendido. ou atmosferas ricas em água, como Urano e Netuno em nosso Sistema Solar.

Esses tamanhos são muito interessantes porque o número de planetas com um raio entre 1,5 e 2,5 raios terrestres é menor do que os modelos teóricos preveem, tornando esses planetas uma raridade. Esses planetas são de importância crucial devido aos seus tamanhos. A formação de super-Terras e mini-Netunos permanece um mistério hoje. Vários modelos de formação tentam explicá-lo, mas nenhum se encaixa perfeitamente nas observações. O TOI-2096 é o único sistema encontrado até hoje com uma super-Terra e um mini-Netuno precisamente nos tamanhos em que os modelos se contradizem. Em outras palavras, o TOI-2096 pode ser o sistema que procuramos para entender como esses sistemas planetários se formaram.

Mathilde Timmermans

Além disso, esses planetas estão entre os melhores em sua categoria para estudar suas possíveis atmosferas. Graças aos tamanhos relativos dos planetas em relação à estrela hospedeira, bem como ao brilho da estrela, podemos descobrimos que este sistema é um dos melhores candidatos para um estudo detalhado de sua atmosfera com o telescópio espacial JWST. Esperamos poder fazer isso rapidamente em coordenação com outras universidades e centros de pesquisa. Esses estudos ajudarão a confirmar a presença de uma atmosfera, extensa ou não, em torno dos planetas b e c, dando-nos assim pistas sobre o seu mecanismo de formação.

Francisco J. Pozuelos

Artigo Científico

A&A: A super-Earth and a mini-Neptune near the 2:1 MMR straddling the radius valley around the nearby mid-M dwarf TOI-2096

Fonte

Universidade de Líège: Astronomers from the University of Liège discover a key planetary system to understand the formation mechanism of the mysterious ‘super-Earths’

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aa45440-22-A-super-Earth-and-a-mini-Neptune-near-the-21-MMR-straddling-the-radius-valley-around-the-nearby-mid-M-dwarf-TOI-2096

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