A brilhante estrela próxima HD 110067 hospeda seis sub-Netunos em trânsito que seguem uma cadeia de órbitas ressonantes, de acordo com uma nova pesquisa liderada por astrônomos da Universidade de Chicago.
Os seis planetas do sistema HD 110067 são todos menores que Netuno e giram em torno de sua estrela-mãe numa valsa muito precisa: quando o planeta mais próximo da estrela dá três voltas completas em torno dela, o segundo dá exatamente duas durante o mesmo tempo; isso é chamado de ressonância 3:2; os seis planetas formam uma cadeia ressonante em pares de 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 e 4:3, resultando no planeta mais próximo completando seis órbitas enquanto o planeta mais externo faz uma. Crédito da imagem: ESA/CC BY-SA 3.0 IGO.
HD 110067 é uma estrela brilhante do tipo K0 localizada a 100 anos-luz de distância, na constelação de Coma Berenices.
Também conhecida como TIC 347332255, a estrela tem massa e raio de cerca de 80% dos do Sol.
Em 2020, o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA detectou quedas no brilho da estrela que indicavam que os planetas estavam passando na frente da superfície da estrela.
Uma análise preliminar revelou dois planetas possíveis: um com período orbital de 5.642 dias e outro com período que ainda não pôde ser determinado.
Em 2022, o TESS observou novamente a mesma estrela. A análise dos conjuntos de dados combinados descartou a interpretação original, mas apresentou dois planetas possíveis diferentes.
Embora essas detecções fossem muito mais certas do que as originais, havia muita coisa nos dados do TESS que ainda não fazia sentido.
“Foi então que decidimos usar Caracterização do Satélite ExOPlanet da ESA (Quéops)”, disse o autor principal, Dr. Rafael Luque, astrônomo do Departamento de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Chicago.
“Fomos pescar sinais entre todos os períodos potenciais que esses planetas poderiam ter.”
Eles confirmaram um terceiro planeta no sistema e perceberam que tinham encontrado a chave para desbloquear todo o sistema, porque agora estava claro que os três planetas estavam em ressonância orbital.
O planeta mais externo, HD 110067d, leva 20,519 dias para orbitar, o que é extremamente próximo de 1,5 vezes o período orbital do próximo planeta, HD 110067c, com 13,673 dias.
Isto, por sua vez, é quase exatamente 1,5 vezes o período orbital do planeta interior, HD 110067b, com 9,114 dias.
Prever outras ressonâncias orbitais e combiná-las com os dados inexplicáveis restantes permitiu ao Dr. Luque e seus colegas descobrir os outros três planetas do sistema: HD 110067e, HD 110067f e HD 110067g.
“Quéops nos deu essa configuração ressonante que nos permitiu prever todos os outros períodos”, disse Luque.
“Sem essa detecção de Quéops, teria sido impossível.”
“Acreditamos que apenas cerca de um por cento de todos os sistemas permanecem em ressonância.”
“É por isso que o HD 110067 é especial e convida a estudos mais aprofundados. Mostra-nos a configuração original de um sistema planetário que sobreviveu intocado.”
“Como afirma a nossa equipa científica: Cheops está a fazer com que descobertas notáveis pareçam comuns”, disse o cientista do projecto Cheops, Maximilian Günther, da ESA.
“De apenas três sistemas ressonantes de seis planetas conhecidos, este é agora o segundo encontrado por Quéops, e em apenas três anos de operações.”
O sistema HD 110067 oferece a oportunidade de aprender mais sobre sub-Netunos e como os sistemas nesta configuração podem se formar.
“O fato de os planetas no sistema HD 110067 terem sido detectados pelo método de trânsito é fundamental”, disse o Ph.D. da Universidade de Berna. estudante Jo Ann Egger.
“Enquanto passam na frente da estrela, a luz também é filtrada pelas atmosferas planetárias.”
“Essa propriedade nos permite determinar a composição química e outras propriedades das atmosferas.”
“Como é necessária muita luz, a estrela brilhante HD 110067 e os seus planetas em órbita são um alvo ideal para estudos adicionais para caracterizar as atmosferas planetárias.”
“Os planetas sub-Netuno do sistema HD 110067 parecem ter massas baixas, sugerindo que podem ser ricos em gás ou água.”
“Observações futuras, por exemplo com o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, destas atmosferas planetárias poderão determinar se os planetas têm estruturas interiores rochosas ou ricas em água.”
A descoberta é relatada em um papel no diário Natureza.
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R.Luque e outros. 2023. Um sêxtuplo ressonante de subNetunos transitando pela estrela brilhante HD 110067. Natureza 623, 932-937; dois: 10.1038/s41586-023-06692-3
