Investigadores do MIT (Massachusetts Institute of Technology) descobriram quatro novos exoplanetas orbitando uma estrela parecida com o Sol a pouco mais de 200 anos-luz da Terra. Devido à diversidade destes planetas e ao brilho da sua estrela, este sistema pode ser um alvo ideal para caracterização atmosférica com o futuro Telescópio Espacial James Webb da NASA. Tansu Daylan, pós-doutorado no Instituto Kavli para Astrofísica e Investigação Espacial do MIT, liderou o estudo publicado na revista The Astronomical Journal no dia 25 de janeiro.
Com um estudo mais aprofundado, diz Daylan, esta estrela brilhante e os seus muitos planetas podem ser essenciais para a compreensão de como os planetas tomam forma e evoluem. "Quando se trata de caracterizar atmosferas planetárias em torno de estrelas semelhantes ao Sol, este é provavelmente um dos melhores alvos que alguma vez vamos obter," diz acerca dos resultados que apresentou no início do mês passado aquando da 237.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana.
Método de trânsito
Daylan e colegas detetaram estes planetas com o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), uma missão da NASA liderada pelo MIT. Para identificar exoplanetas com o TESS, os investigadores procuram mudanças na quantidade de luz que vem de uma estrela. Uma pequena queda na luz estelar pode significar que um planeta passou à sua frente, bloqueando parte da sua luz que alcança a Terra.
Ao medir estes trânsitos, os cientistas podem fazer aproximações do tamanho de um planeta, de quanto tempo leva para orbitar a sua estrela e se tem outros vizinhos planetários. Em combinação com outros métodos de observação, como a medição dos efeitos gravitacionais de um planeta sob a sua estrela hospedeira, os investigadores podem determinar se um planeta é rochoso ou gasoso, quente ou frio, e até se tem uma atmosfera espessa ou fina.
Se a luz de uma estrela distante passa através da atmosfera de um exoplaneta no seu caminho para a Terra, certos comprimentos de onda serão absorvidos pelos gases daquela atmosfera. Quando a luz chega à Terra, os comprimentos de onda da luz correspondentes a gases específicos - como água, dióxido de carbono ou metano - estarão em falta, informando os cientistas sobre a composição da atmosfera.
Isto pode fornecer aos astrónomos informações vitais sobre o meio ambiente, sobre a evolução e habitabilidade de um planeta. Embora o TESS não consiga caracterizar atmosferas, o telescópio é a chave para identificar quais os exoplanetas que devem ter prioridade para estudo atmosférico por outros telescópios de alta resolução, como o Telescópio Espacial Hubble e o Telescópio Espacial James Webb, com lançamento previsto para o outono de 2021.
Usando dados do TESS bem como de telescópios terrestres, Daylan determinou que esta estrela hospeda um grande planeta rochoso interno, ou super-Terra, e três planetas gasosos exteriores um pouco mais pequenos que Neptuno, conhecidos como Sub-Neptunos. Em comparação com o nosso próprio Sistema Solar, estes planetas vivem muito perto do seu sol; as suas órbitas variam de pouco menos de 4 dias a 19 dias. Isto torna-os extremamente quentes, com temperaturas de superfície que variam de 370º C a 815º C.
Embora isto signifique que é improvável que os planetas hospedem vida, dá aos astrónomos muitos mais dados para trabalhar; uma órbita curta permite trânsitos mais frequentes e, portanto, mais oportunidades para examinar a luz que passa pela sua atmosfera. No entanto, também podem existir planetas ainda não descobertos mais adiante neste sistema talvez até mesmo na zona habitável da estrela. Recentemente, outra equipa de investigação usou o CHEOPS (CHaracterising Exoplanet Satellite) para confirmar um quinto planeta, que leva 29 dias a completar uma órbita.
Daylan diz que a estrela-mãe dos planetas, TOI-1233, fornecerá ampla luz para estudos futuros. A estrela é semelhante em tamanho e temperatura com o nosso próprio Sol, mas por estar relativamente perto da Terra, parece muito brilhante em comparação com outras estrelas. Do nosso ponto de vista, é a estrela semelhante ao Sol mais brilhante conhecida e uma das estrelas mais brilhantes a abrigar pelo menos quatro planetas em trânsito. Isto é útil porque uma estrela mais brilhante fornece aos astrónomos mais luz para trabalhar no que toca à caracterização dos seus planetas.
Estrelas com muitos exoplanetas são particularmente interessantes para os astrónomos, porque abrem novos caminhos para o estudo dos sistemas solares. "Com sistemas multiplanetários, como que ganhamos a lotaria," diz Daylan.
"Os planetas têm origem a partir do mesmo disco de material em torno da mesma estrela, mas acabam por ser planetas diferentes com atmosferas diferentes e climas diferentes devido às suas órbitas diferentes. Assim sendo, gostaríamos de entender os processos fundamentais de formação e evolução planetária usando este sistema, que atua como uma experiência controlada."
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