Imagem de um planeta com uma estrela ao fundo.
Prolongar / A impressão deste artista mostra o L 98-59b, um dos planetas do sistema L 98-59 a 35 anos-luz de distância.

A maioria dos exoplanetas que descobrimos foi por meio de grandes pesquisas, como a missão Kepler ou a Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Embora esses projetos sejam ótimos para descobrir estrelas que hospedam planetas, na maioria das vezes eles apenas nos dizem que os planetas estão lá. Compreender um sistema exosolar e seus planetas requer várias observações de acompanhamento – e o tempo de telescópio associado. Aqui o sucesso fenomenal as pesquisas nos deram muito mais coisas para assistir do que podemos realizar confortavelmente.

Mas os acompanhamentos podem fornecer pistas críticas, como um estudo publicado esta semana deixa claro. Nele, os pesquisadores descrevem observações de um sistema de três planetas descoberto pelo TESS. Com base nas observações adicionais, os pesquisadores determinam que há provavelmente dois outros planetas que o TESS não pôde ver, e aquele que eles descobriram é o exoplaneta de menor massa até o momento.

A sucessão

O sistema é denominado L 98-59 e possui alguns recursos que o tornam um ótimo candidato para observações de acompanhamento. No lado positivo, é muito próximo, pelo menos em termos galácticos, já que está a apenas 35 anos-luz da Terra. É também onde passará um tempo significativo no campo de visão do Telescópio Espacial James Webb, caso esta missão alcance com sucesso sua órbita operacional. Isso significa que será relativamente conveniente obter imagens suficientes para estudar as atmosferas dos planetas no sistema.

TESS reconhece planetas observando a queda de luz que ocorre quando os planetas passam entre sua estrela hospedeira e a Terra. Outros seguiram este estudo com observações usando medições de velocidade radial que procuram mudanças na luz da estrela que ocorrem quando a gravidade de seus planetas a puxa em direções diferentes. A velocidade radial pode nos dar a massa provável de um planeta; Em combinação com o tamanho do planeta fornecido pelo TESS, isso pode nos dar sua densidade e, portanto, informações sobre sua composição.

Infelizmente, o tempo do telescópio não foi suficiente para diminuir as incertezas. O novo artigo apresenta muitas observações adicionais feitas com um instrumento anexado ao Very Large Telescope do European Southern Observatory no Chile.

A maneira padrão de analisar esse tipo de dados é identificar o sinal periódico mais forte causado por um planeta e removê-lo dos dados. Fascinantemente, quando essa análise chegou ao ponto em que os três planetas identificados pelo TESS foram removidos, ainda havia sinais. Os sinais mostraram a presença definitiva de um quarto planeta – e a possível presença de um quinto (modelos com quatro e cinco planetas eram igualmente consistentes com os dados).

O que está contido em L 98-59?

Uma coisa óbvia a investigar é ver se os outros planetas eram visíveis, mas seus sinais não foram detectados. Para verificar isso, os pesquisadores confiaram em um software chamado (e eu sou não invente isso) o cálculo do modelo de trânsito do malvado ou BATMAN. Mas nas datas de trânsito, os planetas simplesmente não estão lá.

Este não é um grande problema. Os trânsitos dependem do alinhamento cuidadoso do sistema exosolar, no qual os planetas orbitam em um plano que cruza a Terra. A menos que cada planeta orbite exatamente dentro deste plano, eles não podem acontecer da perspectiva da Terra. No entanto, isso significa que precisamos de dados adicionais ou análise cuidadosa para procurar interações gravitacionais entre os planetas que podem afetar o tempo de seus trânsitos.

Se o quinto planeta existe, ele tem cerca de duas vezes e meia a massa da Terra, então provavelmente é um planeta rochoso. Também estaria no meio da zona habitável de L 98-59, onde água líquida poderia existir na superfície do planeta. No entanto, como L 98-59 é uma estrela pequena e escura, a zona habitável está tão próxima que o planeta levaria apenas 23 dias para completar uma órbita.

Já que a detecção da velocidade radial nos informa a massa de um planeta e a observação da passagem dos planetas nos dá seu tamanho, agora sabemos a densidade dos três planetas que foram detectados com ambos os métodos. Dois são ligeiramente menos densos que a Terra, o que sugere que eles têm uma estrutura semelhante, com exceção de um núcleo de ferro menor. Em contraste, o terceiro tem apenas cerca de metade da densidade da Terra, sugerindo que poderia ser até 30 por cento de água – um mundo oceânico.

A outra descoberta notável é a massa de um dos planetas semelhantes à Terra. Tem menos da metade da massa da Terra, tornando o planeta muito mais massivo do que Mercúrio e Marte, mas menos da metade da massa de Vênus. É o menor exoplaneta confirmado descoberto até agora. Com base no sistema solar, esperaríamos que houvesse um bom número de planetas deste tamanho ou menores, então é encorajador que finalmente os estamos descobrindo.

Atualmente, existem milhares de candidatos a planetas que ainda não exploramos. Muitas surpresas semelhantes podem nos aguardar. Nesse ínterim, pesquisas como o TESS continuarão a ser adicionadas à lista de objetos que precisamos examinar mais de perto.

Astronomia e Astrofísica, 2021. DOI: Ainda não disponível.

By Gabriel Ana

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