Astrônomos Descobrem Um Sistema Com 6 Planetas Numa Ressonância Quase Perfeita

Quase visível a olho nu na constelação de Draco, a estrela HD 158259, foi observada nos últimos sete anos pelos astrônomos, usando o espectrógrafo SOPHIE. Esse instrumento instalado no Observatório Haute-Provence, no sul da França, adquiriu 300 medidas da estrela. A análise dos dados que foi feita por uma equipe internacional de astrônomos, descobriu que a estrela HD 158269 tem 6 planetas ao seu redor, 1 super-Terra, e 5 mini-Netunos. Esses planetas mostram um espaçamento regular impressionante, que dá pistas de como o sistema pode ter sido formado. O estudo também inclui dados da missão TESS da NASA que revelou a densidade do planeta mais interno.

As medidas que o SOPHIE fez da HD 158259 permitiram medir a velocidade radial da estrela com grande precisão. Foi esse tipo de medida que levou a descoberta do exoplaneta 51 Peg b pelo vencedor do Prêmio Nobel de 2019, Didier Queloz em 1995. Além disso, a descoberta do 51 Peg b e do sistema planetário da HD 158259 foram feitas usando o mesmo telescópio. Porém, revelar um sistema com tantos planetas pequenos assim não era possível em 1995, já que o SOPHIE só foi instalado no telescópio em 2006. A descoberta desse sistema incrível de planetas só foi possível graças a aquisição de um grande número de medidas, bem como com o grande desenvolvimento do instrumento e das nossas técnicas de processamento de dados. Esse trabalho mostra a papel importante que telescópios menores podem ter nas descobertas da astronomia usando equipamentos de ponta mesmo em instrumentos mais antigos.

As observações do SOPHIE mostraram que o planetas mais próximo da HD 158259 e os cinco outros planetas apresentam massas de 2 a 6 vezes a massa da Terra, respectivamente. O sistema, é um sistema compacto de planetas, já que a distância do planeta mais externo está a uma distância da estrela, que é 2.6 vezes menor do que a distância de Mercúrio até o Sol. Além disso, a missão TESS da NASA observou uma diminuição de brilho da estrela à medida que o planeta mais interno realizava o seu trânsito. As medidas feitas com a TESS suportam a detecção do planeta e permitem estimar o seu raio, o que é uma informação muito importante sobre a estrutura interna do planeta.

Centenas de sistemas multiplanetários são conhecidos, mas somente uma dúzia deles contêm seis planetas ou mais. A presença de seis planetas orbitando a estrela HD 158259 já faz desse sistema algo impressionante, mas ele apresenta uma característica ainda mais interessante. A regularidade excepcional. De fato, a razão do período de quaisquer dois planetas subsequentes é perto de 3:2. Isso significa que enquanto o primeiro planeta que está mais perto da estrela completa 3 órbitas, o segundo planeta que está mais longe, completa 2. Enquanto o segundo planeta completa 3 órbitas, o terceiro completa 2 e assim sucessivamente.

Essa situação é melhor entendida de forma geral como uma ressonância, que tem papel fundamental na arquitetura dos sistemas planetários. Alguns planetas são ditos estarem em ressonância quando eles se encontram na mesma configuração periódica depois de completar um número de órbitas potencialmente diferentes. Os planetas podem estar perto de uma ressonância quase sempre, mas não exatamente nela. Esse é o caso do sistema de planetas da estrela HD 159258.

Por que esse sistema é interessante? Um dos objetivos de se estudar sistemas planetários é entender a sua formação. Nesse tema, algumas questões ainda são muito debatidas. Em particular, os planetas se formam perto da posição em que estamos vendo eles hoje, ou eles migram de alguma posição depois que são formados? Esse cenário de migração parece explicar a formação dos 6 planetas na HD 159258. Alguns sistemas planetários compactos com múltiplos planetas, perto de uma ressonância, são conhecidos, como o TRAPPIST-1 e o Kepler-80. Acredita-se que esses sistemas de planetas se formaram longe da estrela e depois migraram para suas posições atuais. Nesse cenário, a ressonância tem um papel crucial.

No sistema da HD 158259, quando um planeta completa 3 órbitas, seu vizinho externo mais próximo completa apenas duas. E aqui está o porque isso é importante. Além da razão de período de 3:2, isso contribui para a originalidade do sistema. Os planetas estão muito próximos de estarem numa ressonância perfeita, mas não estão exatamente nela. Isso sugere que os planetas poderiam no passado estarem numa ressonância perfeita, então migraram sincronizados e então saíram dessa ressonância perfeita. Além disso, esse desvio da ressonância perfeita de 3:2 possui informações importantes. Com esses valores numa mão e com os modelos de efeito de maré na outra mão, é possível restringir a estrutura interna dos planetas em um estudo futuro. Resumindo, o atual estado dos planetas fornece aos astrônomos uma janela de informações novas sobre o sistema planetário.

Fonte:

https://www.unige.ch/communication/communiques/en/2020/un-systeme-de-six-planetes-presque-en-rythme/

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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