Carlos Castro - Europa Press - Arquivo
MADRID 15 abr. (EUROPA PRESS) -
Astrônomos da Universidade do Novo México (Estados Unidos) publicaram recentemente uma nova pesquisa que confirma a existência de três corpos que orbitam o dinâmico sistema exoplanetário TOI-201. Esses corpos incluem uma super-Terra (TOI-201 d), um Júpiter quente (TOI-201 b) e uma anã marrom (TOI-201 c). Ismael Mireles, doutorando do Departamento de Física e Astronomia da UNM, sob a orientação da professora Diana Dragomir, liderou a pesquisa. O artigo, intitulado “Descobrindo as órbitas em rápida evolução do dinâmico sistema TOI-201”, foi publicado na revista “Science Advances”.
“O objetivo era caracterizar o sistema planetário TOI-201 para compreender não apenas quais planetas o compõem, mas também como eles interagem dinamicamente entre si”, explica Mireles. “Isso ajuda os cientistas a compreender como se formam e evoluem ao longo do tempo sistemas planetários como o nosso próprio Sistema Solar.”
A Superterra (TOI-201 d) é um planeta rochoso com um tamanho aproximado de 1,4 vezes o da Terra e uma massa aproximadamente 6 vezes maior, que completa uma órbita a cada 5,85 dias. Ele está muito próximo de sua estrela e provavelmente é quente demais para que exista água líquida.
O Júpiter Quente (TOI-201 b) é um gigante gasoso com aproximadamente metade da massa de Júpiter que orbita a cada 53 dias. Os Júpiteres Quentes situam-se entre os Júpiteres Quentes, mais próximos (com órbitas de poucos dias), e os gigantes gasosos frios e distantes como Júpiter (com órbitas de cerca de 12 anos). São de grande interesse científico porque os astrônomos ainda não compreendem totalmente como chegaram às órbitas em que se encontram.
A anã marrom (TOI-201 c) é o corpo mais massivo do sistema, além da estrela, e orbita em uma órbita ampla e altamente elíptica de aproximadamente 8 anos. Sua influência gravitacional é responsável pela maior parte do comportamento dinâmico do sistema. TOI-201 c é também o objeto em trânsito com o maior período já descoberto.
“TOI-201 c é único devido ao seu período orbital extremamente longo (*7,9 anos) e à sua localização em um sistema com dois planetas interiores”, observa Mireles. “A maioria das anãs marrons em trânsito conhecidas orbita muito mais perto de suas estrelas.”
“Como a massa de TOI-201 c está próxima do limite que separa os planetas massivos das anãs marrons, um dos mistérios que este sistema levanta é se esse corpo se formou como um planeta ou como uma estrela”, acrescenta Dragomir.
Para colocar isso em perspectiva, uma anã marrom tem 13 vezes mais massa que Júpiter, mas ainda é pequena demais para ser classificada como uma estrela propriamente dita. Ela não consegue manter a fusão de hidrogênio em seu núcleo como o Sol.
“Este é um dos poucos sistemas onde é possível observar mudanças ativas nas órbitas planetárias em escalas de tempo humanas. Ele oferece uma oportunidade única de observar em tempo real a dinâmica dos sistemas planetários”, explica Mireles. De fato, daqui a 200 anos, apenas dois dos três objetos continuarão em trânsito.
Os pesquisadores utilizaram uma combinação de quatro técnicas de observação para confirmar o sistema. A primeira é a espectroscopia (velocidades radiais), que mede a oscilação da estrela causada pelos planetas em órbita e ajuda a determinar suas massas.
“Utilizamos vários espectrógrafos no Chile: CORALIE, HARPS e PFS. Também utilizamos dados de arquivo do espectrógrafo FEROS no Chile e do MINERV A-Australis na Austrália”, conta Mireles.
A segunda técnica é a fotometria de trânsito, que consiste em registrar a ligeira diminuição da intensidade da estrela quando um planeta passa à sua frente. Foram utilizados dados de trânsito do telescópio espacial TESS da NASA e observações terrestres do telescópio ASTEP na Antártida, um projeto liderado pelo Observatório da Costa Azul de Nice (França), em colaboração com a Universidade de Birmingham (Reino Unido) e a Agência Espacial Europeia. Também foram incluídas observações de trânsito da rede global de telescópios LCOGT, com sedes no Chile, na Austrália e na África do Sul, que desempenharam um papel fundamental na análise.
“Nossa contribuição foi possível graças ao fato de termos um telescópio na Antártida. Embora a logística seja complexa, a localização única do telescópio e o acesso a condições astronômicas ideais são fundamentais para estudar sistemas exoplanetários com longos períodos orbitais, como o TOI-201”, acrescentam na Universidade de Birmingham.
A terceira técnica incluiu as Variações no Tempo de Trânsito (TTV), que medem pequenos desvios no momento em que ocorrem os trânsitos de um planeta, o que indica a presença da atração gravitacional de outro planeta. Por fim, os pesquisadores utilizaram a astrometria, que emprega dados das missões espaciais Hipparcos e Gaia para detectar pequenas mudanças na posição da estrela no céu causadas por um companheiro massivo invisível.
Mireles continua dizendo que as observações de exoplanetas geralmente mostram apenas um instantâneo da evolução de um sistema. Na verdade, a maioria dos sistemas só muda em escalas de tempo de milhões de anos. O que torna o TOI-201 especial é que os pesquisadores podem observar suas mudanças em tempo real. “As órbitas dos planetas estão inclinadas umas em relação às outras e, por causa disso, estão se atraindo lentamente umas às outras em direção a novas orientações”, comenta o especialista.
“Isso foi uma surpresa, porque se os planetas nasceram no plano do disco protoplanetário que existia no início da vida da estrela, seria de se esperar que tivessem órbitas alinhadas, como os planetas do Sistema Solar. Portanto, a próxima pergunta a ser respondida sobre o TOI-201 é como esses três objetos acabaram com órbitas tão inclinadas”, acrescenta Dragomir.
Daqui a 200 anos, a Superterra deixará de transitar. Algumas centenas de anos depois, o Júpiter quente também deixará de transitar e, posteriormente, a anã marrom. No entanto, elas voltarão a transitar milhares de anos depois, já que passam por ciclos de configurações de trânsito e não trânsito.
Prevê-se que o próximo trânsito de TOI-201 c ocorra em 26 de março de 2031, o que proporcionará uma oportunidade única para realizar observações de acompanhamento em todo o mundo, inclusive por parte de cientistas amadores.
“O estudo deste sistema exigiu um grande esforço de equipe ao longo de vários anos. Cada nova observação de trânsito do ASTEP e do LCOGT, juntamente com cada nova medição de velocidade radial, foi revelando gradualmente a arquitetura tridimensional do sistema TOI 201. Essa arquitetura única é fundamental para compreender as interações dinâmicas do sistema, até então desconhecidas”, conclui Mireles.
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