Conceito artístico de TIC365102760 b, apelidado de Phoenix por sua capacidade de sobreviver à intensa radiação de uma estrela gigante vermelha vinda de perto. Crédito: Roberto Molar Candanosa/Universidade Johns Hopkins
Fênix, um exoplaneta desafiando a degradação habitual provocada pela sua gigante vermelha próxima, mantém uma atmosfera espessa, derrubando suposições sobre a perda atmosférica e a decadência planetária em ambientes estelares inóspitos.
Foi descoberto um exoplaneta único que deveria ter sido reduzido a rocha nua pela intensa radiação da sua estrela hospedeira próxima, mas de alguma forma desenvolveu uma atmosfera inchada. Esta é a mais recente de uma série de descobertas que obrigam os cientistas a repensar as teorias sobre como os planetas envelhecem e morrem em ambientes extremos.
Apelidado de “Fénix” pela sua capacidade de sobreviver à energia radiante da sua estrela gigante vermelha, o planeta recentemente descoberto ilustra a vasta diversidade dos sistemas solares e a complexidade da evolução planetária – especialmente no final da vida das estrelas.
Os resultados foram publicados em 5 de junho em O Jornal Astronômico.
Retenção atmosférica incomum
“Este planeta não está a evoluir da forma que pensávamos, parece ter uma atmosfera muito maior e menos densa do que esperávamos para estes sistemas”, disse Sam Grunblatt, astrofísico da Universidade Johns Hopkins que liderou a investigação. “Como manteve essa atmosfera apesar de estar tão perto de uma estrela hospedeira tão grande é a grande questão.”
O novo planeta pertence a uma categoria de mundos raros chamados “Neptunos quentes” porque partilham muitas semelhanças com o gigante congelado mais exterior do Sistema Solar, apesar de estar muito mais próximo das suas estrelas hospedeiras e ser muito mais quente. Oficialmente denominado TIC365102760 b, o mais recente planeta inchado é surpreendentemente menor, mais antigo e mais quente do que os cientistas pensavam ser possível. É 6,2 vezes maior que a Terra, completa uma órbita em torno da sua estrela-mãe a cada 4,2 dias e está cerca de 6 vezes mais próximo da sua estrela do que Mercúrio está do Sol.
Concepção artística de Phoenix, um raro planeta inchado descoberto por cientistas da Universidade Johns Hopkins. Crédito: Roberto Molar Candanosa/Universidade Johns Hopkins
Decapagem atmosférica lenta e longevidade
Devido à idade e às temperaturas escaldantes de Phoenix, juntamente com a sua densidade inesperadamente baixa, o processo de destruição da sua atmosfera deve ter ocorrido a um ritmo mais lento do que os cientistas pensavam ser possível, concluíram os cientistas. Eles também estimaram que o planeta é 60 vezes menos denso que a região “quente” mais densa. Netuno” descoberto até agora, e que não sobreviverá mais de 100 milhões de anos antes de começar a morrer espiralando em direção à sua estrela gigante.
“É o menor planeta que já encontramos em torno de uma dessas gigantes vermelhas, e provavelmente o planeta de menor massa orbitando uma estrela gigante (vermelha) que já vimos”, disse Grunblatt. “É por isso que parece muito estranho. Não sabemos porque é que ainda tem uma atmosfera quando outros ‘Netunos quentes’ que são muito mais pequenos e muito mais densos parecem estar a perder as suas atmosferas em ambientes muito menos extremos.”
Técnicas e implicações de pesquisa inovadoras
Grunblatt e sua equipe conseguiram obter tais insights ao desenvolver um novo método para ajustar dados de NASASatélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito. O telescópio do satélite pode detectar planetas de baixa densidade à medida que diminuem o brilho das suas estrelas hospedeiras ao passarem à sua frente. Mas a equipa de Grunblatt filtrou a luz indesejada nas imagens e depois combinou-as com medições adicionais do Observatório WM Keck no vulcão Maunakea, no Havai, uma instalação que rastreia as pequenas oscilações das estrelas causadas pelos seus planetas em órbita.
As descobertas podem ajudar os cientistas a compreender melhor como atmosferas como a da Terra podem evoluir, disse Grunblatt. Os cientistas prevêem que dentro de alguns milhares de milhões de anos o Sol se expandirá numa estrela gigante vermelha que irá inchar e engolir a Terra e os outros planetas interiores.
“Não entendemos muito bem a evolução do estágio final dos sistemas planetários”, disse Grunblatt. “Isso está nos dizendo que talvez a atmosfera da Terra não evolua exatamente como pensávamos.”
Potencial para descobertas futuras
Os planetas inchados são frequentemente compostos de gases, gelo ou outros materiais mais leves que os tornam menos densos do que qualquer planeta do sistema solar. São tão raros que os cientistas acreditam que apenas cerca de 1% das estrelas os possuem. Exoplanetas como Phoenix não são tão comumente descobertos porque seus tamanhos menores os tornam mais difíceis de detectar do que os maiores e mais densos, disse Grunblatt. É por isso que sua equipe está procurando por mais mundos menores. Eles já encontraram uma dúzia de potenciais candidatos com a sua nova técnica.
“Ainda temos um longo caminho a percorrer para compreender como as atmosferas planetárias evoluem ao longo do tempo”, disse Grunblatt.
Referência: “TESS Gigantes Gigantes em Trânsito. 4. Um Netuno Quente de Baixa Densidade Orbitando uma Estrela Gigante Vermelha” por Samuel K. Grunblatt, Nicholas Saunders, Daniel Huber, Daniel Thorngren, Shreyas Vissapragada, Stephanie Yoshida, Kevin C. Schlaufman, Steven Giacalone, Mason Macdougall, Ashley Chontos, Emma Turtelboom, Corey Beard, Joseph M. Akana Murphy, Malena Rice, Howard Isaacson, Ruth Angus e Andrew W. Howard, 5 de junho de 2024, O Jornal Astronômico.
DOI: 10.3847/1538-3881/ad4149
Outros autores são: Nicholas Saunders, Daniel Huber e Ashley Chontos da Universidade do Havaí em Mãnoa; Daniel Thorngren e Kevin Schlaufman, da Universidade Johns Hopkins; Shreyas Vissapragada e Stephanie Yoshida, da Universidade de Harvard; Steven Giacalone, Emma Turtelboom e Howard Isaacson do Universidade da California, Berkeley; Mason Macdougall, da Universidade da Califórnia, Los Angeles; Corey Beard, da Universidade da Califórnia, Irvine; Joseph M. Akana Murphy, da Universidade da Califórnia, Santa Cruz; Arroz Malena de Universidade de Yale; Ruth Angus do Museu Americano de História Natural, Flatiron Institute, e Universidade Columbia; e Andrew W. Howard, do Instituto de Tecnologia da Califórnia.
Este trabalho foi apoiado pelo NASA Keck PI Data Award, administrado pelo NASA Exoplanet Science Institute. Os dados do Observatório Keck vieram através do tempo do telescópio alocado à NASA.
Os cientistas desejam reconhecer e reconhecer o significativo papel cultural e a reverência que o cume de Maunakea tem dentro da comunidade indígena havaiana.
