Representação artística de uma variedade de exoplanetas apresentados no novo Catálogo de Massas da Pesquisa TESS-Keck da NASA, a maior análise homogênea de planetas TESS divulgada por qualquer pesquisa até agora. Crédito: Observatório WM Keck/Adam Makarenko
Um esforço internacional colaborativo produziu um catálogo detalhando 126 (120 confirmados, 6 candidatos) exoplanetas usando TESS e dados do Observatório Keck, ampliando o conhecimento sobre seus diversos tipos e potencial para abrigar vida.
Uma equipe internacional de cientistas, incluindo contribuições significativas de astrônomos do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí (IfA), lançou um novo catálogo com 120 exoplanetas confirmados e seis novos exoplanetas candidatos. Essas descobertas foram feitas usando NASASatélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito (TESS), em parceria com o Observatório WM Keck em Maunakea, Havaí.
Com o Catálogo de Massa da Pesquisa TESS-Keck, os astrônomos agora têm um novo banco de dados para explorar os últimos mundos encontrados pelo TESS, abrindo caminho para que eles estudem suas propriedades e ambientes com mais detalhes, particularmente aqueles planetas que podem abrigar vida como a conhecemos.
A última parcela da pesquisa, na qual a UH é uma grande parceira, fornece milhares de observações de velocidade radial (RV) — uma medição do movimento reflexo de uma estrela devido à gravidade de um planeta em órbita. Essas observações revelam uma mistura fascinante de tipos de planetas além do nosso sistema solar, de mundos raros com ambientes extremos a outros que possivelmente poderiam suportar vida.
O estudo foi publicado em O Revista Astrofísica Suplemento.
Representação artística de TOI-1798, um sistema planetário que abriga dois planetas. O novo Catálogo de Massas da Pesquisa TESS-Keck mostra que o planeta externo é um sub-Netuno com um período orbital de oito dias; o planeta interno é uma estranha Super-Terra que orbita tão perto de sua estrela que um ano neste mundo alienígena dura apenas metade de um dia terrestre. Crédito: Observatório WM Keck/Adam Makarenko
“O TESS-Keck Survey demonstra o papel muito importante das observações terrestres para avançar nossa compreensão do Universo e, neste caso, dos planetas fora do nosso sistema”, disse Dan Huber, astrônomo associado do IfA que foi coautor do artigo e é coinvestigador principal do TESS-Keck Survey. “Telescópios espaciais como o TESS podem nos dizer sobre os tamanhos dos planetas, mas observações de acompanhamento como as obtidas com o Keck fornecem medições de massa que são necessárias para aprender sobre do que esses planetas são feitos.”
Insights baseados no solo
Huber e o colega astrônomo do IfA Fei Dai e a ex-aluna do IfA Ashley Chontos fizeram parceria com uma equipe global de astrônomos para desenvolver o novo exoplaneta catálogo, que pegou dados planetários do TESS e analisou 9.204 medições de RV. Mais da metade das medições foram feitas ao longo de 301 noites de observação usando o instrumento espectrômetro de caça a planetas do Observatório Keck.
De planetas do tamanho de Júpiter a planetas do tamanho de Saturno, semelhantes a Netuno, sub-Netunos e mundos rochosos semelhantes à Terra, esta representação artística descreve os exoplanetas detectados pelo TESS e então caracterizados pelo Observatório WM Keck e Observatório Lick; todos são perfilados em um catálogo recém-lançado como parte do TESS-Keck Survey. Crédito: Observatório WM Keck/Adam Makarenko
“Os resultados que vieram da Pesquisa TESS-Keck representam a maior contribuição única para a compreensão da natureza física e arquiteturas de sistemas de novos planetas que o TESS descobriu”, disse Alex Polanski, um estudante de pós-graduação em física e astronomia na Universidade do Kansas, que é o autor principal do artigo. “Catálogos como este ajudam os astrônomos a colocar mundos individuais em contexto com o resto da população de exoplanetas.”
A equipe também obteve velocidades radiais adicionais usando o Localizador Automatizado de Planetas dos Observatórios da Universidade da Califórnia, no Observatório Lick.
Com todos os RVs combinados, eles conseguiram calcular as massas de 120 planetas confirmados, além de seis planetas candidatos.
Explorando mundos alienígenas
A Pesquisa TESS-Keck revelou uma vasta diversidade de mundos exóticos. Astrônomos da UH se concentraram em planetas orbitando as chamadas estrelas subgigantes — versões futuras do Sol. Em um artigo complementar, Chontos, um ex-aluno de pós-graduação do IfA que agora é um bolsista de pós-doutorado em Princeton, liderou o maior estudo homogêneo de tais planetas até o momento.
Representação artística de TOI-1824, um sistema estelar com um exoplaneta que é anormalmente denso para seu tamanho. É um dos sub-Netunos mais densos perfilados no catálogo recém-lançado TESS-Keck Survey. Crédito: WM Keck Observatory/Adam Makarenko
“O Sol eventualmente se expandirá em uma estrela gigante após fundir todo o hidrogênio em seu núcleo”, disse Chontos. “Temos algumas ideias sobre o que pode acontecer com os planetas em nosso sistema solar, mas observando diretamente esses sistemas mais evoluídos, podemos começar a juntar as peças do quebra-cabeça e amarrar as observações à teoria.”
Os resultados podem ajudar a prever o futuro destino do nosso planeta quando o Sol inchar e possivelmente engolir a Terra. Em particular, o estudo preenche a lacuna para outros sistemas que demonstraram ter sobrevivido de alguma forma a esse destino ou estão atualmente em processo de serem engolidos.
Em outro exemplo de mundos extremos, Dai e o estudante do Caltech Ryan Rubenzahl descobriram o maior planeta rochoso já encontrado (TOI-1347 b). O trabalho deles sugere que planetas com superfícies rochosas como a Terra provavelmente não podem ter massas muito maiores do que 10 vezes a da Terra. Um planeta maior quase certamente acumularia um envelope espesso de gases mais leves (como hidrogênio e hélio) de seu disco de gás nascente e, assim, produziria planetas mais semelhantes aos gigantes gelados ou gigantes gasosos em nosso sistema solar.
Referência: “The TESS-Keck Survey. XX. 15 novos planetas TESS e uma análise uniforme de RV de todos os alvos da pesquisa” por Alex S. Polanski, Jack Lubin, Corey Beard, Joseph M. Akana Murphy, Ryan Rubenzahl, Michelle L. Hill, Ian JM Crossfield, Ashley Chontos, Paul Robertson, Howard Isaacson, Stephen R. Kane, David R. Ciardi, Natalie M. Batalha, Courtney Dressing, Benjamin Fulton, Andrew W. Howard, Daniel Huber, Erik A. Petigura, Lauren M. Weiss, Isabel Angelo, Aida Behmard, Sarah Blunt, Casey L. Brinkman, Fei Dai, Paul A. Dalba, Tara Fetherolf, Steven Giacalone, Lea A. Hirsch, Rae Holcomb, Molly R. Kosiarek, Andrew W. Mayo, Mason G. MacDougall, Teo Močnik, Daria Pidhorodetska, Malena Rice, Lee J. Rosenthal, Nicholas Scarsdale, Emma V. Turquia Savel, Holden Gill, Charles Beichman, Rachel Matson, Elisabeth C. Matthews, E. Furlan, Steve B. Howell, Nicholas J. Scott, Mark E. Everett, John H. Livingston, Irina O. Ershova, Dmitry V. Cheryasov, Boris Safonov, Jorge Lillo-Box, David Barrado e María Morales-Calderón, 23 de maio de 2024, Série de suplementos do Astrophysical Journal.
DOI: 10.3847/1538-4365/ad4484
