Localizada na constelação da Ursa Maior, a aproximadamente 300 anos-luz da Terra, está a estrela semelhante ao Sol HD 118203 (Liesma). Em 2006, os astrônomos detectaram um exoplaneta (HD 118203 b) similar em tamanho e duas vezes mais massivo que Júpiter que orbita muito perto de Liesma (7% da distância entre a Terra e o Sol), tornando-o um “Júpiter Quente”. Em um estudo recente, uma equipe internacional de astrônomos anunciou a detecção de um segundo exoplaneta neste sistema: um Super Júpiter com uma órbita ampla ao redor de sua estrela. Em suma, eles descobriram um “Super-Júpiter Frio” nos arredores deste sistema.
Gracjan Maciejewski – Professor Associado do Instituto de Astronomia da Universidade Nicolau Copérnico (NCU) em Torun, Polônia – liderou o estudo, que apareceu recentemente na revista Astronomia e Astrofísica. Ele foi acompanhado por pesquisadores do Departamento de Astronomia e Astrofísica e do Centro de Exoplanetas e Mundos Habitáveis na Universidade Estadual da Pensilvânia (PSU), o Instituto de Astrofísica das Ilhas Canárias, Agência Espacial Espanhola (AEE), o Instituto de Astrofísica da Andaluzia (IAA-CSIC) e o Centro de Pesquisas Astrofísicas no Centro Nacional de Aplicações de Supercomputação (NCSA).
De acordo com seu estudo, o planeta (HD 118203 c) tem até onze vezes a massa de Júpiter e orbita sua estrela-mãe a uma distância de 6 UA (seis vezes a distância entre a Terra e o Sol) com um período de 14 anos. Os astrônomos descobriram a estrela-mãe em 1891 usando o telescópio Draper, agora localizado no Instituto de Astronomia da NCU em Piwnice, perto de Torun. Liesma é uma anã amarela tipo G (como o nosso Sol), mas 20% mais massiva e duas vezes maior. Os astrônomos estimam que a estrela e todo o seu sistema planetário são um pouco mais velhos que o Sol (estima-se que 5 bilhões de anos).
Embora os astrônomos saibam que um planeta bastante massivo orbita HD 118203 há quase vinte anos, foi somente em 2006 que isso foi confirmado usando medições de Velocidade Radial (Espectroscopia Doppler). No entanto, essas medições indicaram uma tendência linear que indicou que pode haver um planeta companheiro com uma órbita mais ampla. A presença de outro planeta indicaria que o sistema tem uma arquitetura orbital hierárquica, o que poderia ajudar os astrônomos a aprender mais sobre as origens dos Júpiteres quentes. Como o Prof. Andrzej Niedzielski, coautor do estudo, explicou em um Notícia da NCU:
“Observações Doppler, no entanto, indicaram que este não era o fim da história, que poderia haver outro planeta lá fora. Portanto, imediatamente incluímos este sistema em nossos programas observacionais. A princípio, como parte do programa de pesquisa de exoplanetas Torun-Pensilvânia, conduzido em colaboração com o Professor Aleksander Wolszczan, rastreamos o objeto com um dos maiores instrumentos ópticos da Terra, o Telescópio Hobby-Eberly de nove metros no Texas.”
Os resultados foram tão promissores que a equipe internacional continuou observando a estrela usando o Telescópio Nacional Galileu (TNG) no Observatório Roque de los Muchachos. Mas primeiro, era necessário descartar a possibilidade de que mais planetas estivessem escondidos no sistema. “Analisei observações fotométricas obtidas com o telescópio espacial Transiting Exoplanet Survey Satellite, mostrando que não havia outros planetas ao redor de HD 118203 maiores que o dobro do tamanho da Terra e, portanto, não massivos o suficiente para serem relevantes para o estudo da dinâmica do sistema”, disse Julia Sierzputowska – uma estudante de astronomia e coautora do estudo.
Em 2023, a equipe obteve dados sólidos de um Super Júpiter com uma órbita ampla, demonstrando que HD 118203 era um sistema planetário hierárquico. Disse o Prof. Maciejewski:
“A paciência compensa. As novas observações coletadas em março de 2023 provaram ser cruciais para determinar os parâmetros orbitais do planeta. Além disso, como um planeta leva vários anos para orbitar sua estrela, fomos capazes de combinar nossas observações Doppler com medições astrométricas disponíveis para determinar inequivocamente sua massa. Isso nos permitiu construir um modelo completo deste sistema planetário e estudar seu comportamento dinâmico.”
A configuração é peculiar, onde um planeta orbita próximo de sua estrela (formando um par) enquanto um segundo orbita-os largo o suficiente para formar outro par com o primeiro. Embora ambos os planetas sejam massivos e tenham órbitas bastante alongadas, sua influência gravitacional mútua não desestabiliza o sistema ao longo dos éons. De acordo com seu estudo, isso se deve aos efeitos da Relatividade Geral, que impede que os planetas mudem constantemente o formato de suas órbitas e orientação no espaço.
Isso faz do HD 118203 um dos poucos sistemas hierárquicos conhecidos pelos astrônomos, o que ajudará a abordar teorias de como planetas massivos se formam. Isso, por sua vez, permitirá que os astrônomos aprendam mais sobre a formação e evolução dos gigantes gasosos em nosso Sistema Solar – Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. A equipe internacional também planeja continuar coletando dados sobre esse sistema na esperança de encontrar exoplanetas adicionais.
Leitura adicional: Notícias da NCU, Astronomia e Astrofísica
