Exoplaneta raro com uma órbita extremamente estranha
Astrônomos usando o telescópio WIYN de 3,5 metros do Observatório Nacional de Kitt Peak descobriram a órbita extrema de um exoplaneta que está prestes a se tornar um Júpiter quente.
Este exoplaneta possui uma das órbitas mais drasticamente alongadas entre todos os exoplanetas em trânsito conhecidos e orbita sua estrela ao contrário, ajudando a entender a evolução dos Júpiteres quentes.
Atualmente, existem mais de 7.000 exoplanetas confirmados em quase 5.000 sistemas estelares. Entre eles, algumas centenas são Júpiteres quentes, exoplanetas grandes, semelhantes a Júpiter, que orbitam muito perto de suas estrelas, às vezes tão perto quanto Mercúrio está do Sol.
O mistério de como os Júpiteres quentes acabam em órbitas tão próximas persiste, mas os astrônomos acreditam que eles começam em órbitas distantes e migram para mais perto ao longo do tempo. As fases iniciais desse processo raramente foram observadas, mas a análise deste exoplaneta com uma órbita incomum aproxima os cientistas da resolução desse mistério.
A descoberta deste exoplaneta, chamado TIC 241249530 b, começou com a detecção pelo TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, em janeiro de 2020, de uma queda no brilho de uma estrela, consistente com a passagem de um único planeta do tamanho de Júpiter à sua frente. Para confirmar a natureza dessas flutuações, uma equipe de astrônomos utilizou dois instrumentos no telescópio WIYN de 3,5 metros do Observatório Nacional de Kitt Peak, um programa do NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory). Primeiro, eles usaram o NESSI (NN-EXPLORE Exoplanet and Stellar Speckle Imager) para eliminar fontes estranhas que poderiam confundir a origem do sinal. Depois, com o espectrógrafo NEID (NN-EXPLORE Exoplanet Investigations with Doppler Spectroscopy), mediram a velocidade radial de TIC 241249530 b observando como o espectro da sua estrela hospedeira mudava devido à presença do exoplaneta.
A análise do espectro confirmou que o exoplaneta é aproximadamente cinco vezes mais massivo que Júpiter e revelou que ele segue uma trajetória extremamente excêntrica. A excentricidade da órbita de um planeta é medida numa escala de 0 a 1, sendo 0 uma órbita perfeitamente circular e 1 uma órbita altamente elíptica. Este exoplaneta tem uma excentricidade orbital de 0,94, a mais alta entre os exoplanetas conhecidos em trânsito. Para comparação, a órbita altamente elíptica de Plutão em torno do Sol tem uma excentricidade de 0,25, e a da Terra é de 0,02.
Se este planeta estivesse no nosso Sistema Solar, sua órbita se estenderia desde uma posição dez vezes mais perto do Sol que Mercúrio até uma posição na distância da Terra. Esta órbita extrema faria com que as temperaturas no planeta variem entre as de um dia de verão e temperaturas suficientemente altas para derreter titânio.
Além disso, foi descoberto que o exoplaneta orbita na direção oposta à rotação de sua estrela hospedeira, um fenômeno raro tanto entre exoplanetas quanto no nosso Sistema Solar.
As características únicas da órbita do exoplaneta também sugerem sua trajetória futura. Espera-se que a órbita inicial altamente excêntrica e a proximidade extrema à estrela hospedeira “circularizem” a órbita do planeta, à medida que as forças de maré removem energia da órbita, tornando-a mais circular com o tempo. A descoberta deste exoplaneta antes dessa migração oferece uma visão crucial sobre como os Júpiteres quentes se formam, estabilizam e evoluem.
O telescópio espacial James Webb possui a sensibilidade necessária para estudar as alterações na atmosfera do exoplaneta recém-descoberto à medida que ele sofre um rápido aquecimento. TIC 241249530 b é apenas o segundo exoplaneta já descoberto demonstrando a fase de pré-migração de um Júpiter quente, confirmando a teoria de que os gigantes gasosos de maior massa evoluem para se tornarem Júpiteres quentes ao migrarem de órbitas altamente excêntricas para órbitas mais estreitas e circulares.
Fonte: Artigo publicado na revista Nature e Massachusetts Institute of Technology
