Descobriram um exoplaneta “Hulk” dos maiores entre as super-terras encontradas até agora
Um exoplaneta foi descoberto recentemente e é uma das maiores super-Terras encontradas até agora. Ele está localizado a 200 anos-luz de distância e pode lançar uma nova luz sobre um dos mistérios mais estranhos da ciência planetária.
Com um raio de aproximadamente 1,8 vezes o da Terra, o objeto chamado TOI-1075b é um dos maiores exemplos de um exoplaneta superterrestre que encontramos até hoje. Também está no que chamamos de pequena lacuna do raio do planeta, uma aparente falta de planetas entre 1,5 e 2 raios da Terra.
Super-Terras rochosas ligeiramente menores foram encontradas. Mundos ligeiramente maiores com atmosferas inchadas, conhecidos como mini-Netunos, também foram encontrados. Mas no meio, há uma espécie de deserto.
Essa circunferência adicionada não é apenas uma lufada de ar, a massa do TOI-1075b é 9,95 vezes a da Terra. Isso é muito grande para um mundo gasoso; com a densidade inferida, é provável que o exoplaneta seja rochoso, como Mercúrio, Terra, Marte e Vênus.
Essa peculiaridade o torna um candidato ideal para sondar as teorias da formação e evolução planetária.
A lacuna no raio de pequenos planetas não foi identificada até alguns anos atrás, em 2017, quando tínhamos um catálogo suficientemente grande de exoplanetas (planetas extrassolares, ou planetas fora do Sistema Solar) para os cientistas perceberem um padrão.
Para exoplanetas que estão dentro de uma certa proximidade de suas estrelas, muito poucos mundos foram encontrados um no outro.
Exoplaneta pode ter uma atmosfera
Há várias explicações possíveis para isso; o principal parece ser que, abaixo de um certo tamanho, um exoplaneta simplesmente não tem massa para reter uma atmosfera contra a radiação evaporativa tão próxima da estrela hospedeira.
De acordo com este modelo, os exoplanetas na lacuna devem ter uma atmosfera bastante considerável composta principalmente de hidrogênio e hélio. O mesmo acontece com o TOI-1075b.
Foi detectado em dados do telescópio da NASA para a busca de exopilanetas, o TESS.
O TESS, abreviação de Transiting Exoplanet Survey Satellite, procura por quedas fracas e regulares na luz de outras estrelas que sugerem que elas estão sendo orbitadas por um exoplaneta.
Os astrônomos também podem determinar o raio desse exoplaneta com base em quanta luz da estrela está diminuindo.
Os dados do TESS sugerem que a estrela anã laranja TOI-1075 está sendo orbitada por um exoplaneta cujo raio é 1,72 vezes o da Terra, com um período orbital de cerca de 14,5 horas.
Isso chamou a atenção do astrônomo do MIT Zahra Essack , que estuda super-Terras quentes. Com esse raio e essa proximidade, o então candidato se encaixava nos critérios de um mundo com lacunas de raio.
Calculando a massa do exoplaneta
O próximo passo para tentar entender a natureza desse exoplaneta foi pesá-lo. Isso envolve aproveitar um efeito diferente que um exoplaneta tem em sua estrela hospedeira:
O gravitacional.
A maior parte da gravidade na interação estrela-planeta é fornecida pela estrela, mas o planeta também exerce um pequeno puxão gravitacional na estrela. Isso significa que uma estrela oscila levemente no lugar, e os astrônomos podem detectar isso em pequenas mudanças na luz da estrela.
Se conhecermos a massa da estrela, essas mudanças podem ser usadas para medir a massa do planeta que a sacode. TOI-1075 tem uma massa e um raio de cerca de 60% do nosso Sol, então Essack e seus colegas conseguiram calcular com precisão a massa do exoplaneta até 9,95 massas terrestres.
E suas medições de precisão do tamanho retornaram 1.791 raios da Terra. Se você conhece o tamanho de algo e seu peso, pode calcular sua densidade média. E o TOI-1075b?
Acabou sendo um choque absoluto.
Tem uma densidade de 9,32 gramas por centímetro cúbico. Isso é quase o dobro da densidade da Terra, que é de 5,51 gramas por centímetro cúbico, tornando-a uma candidata à super-Terra mais densa dos livros.
Um exoplaneta na lacuna de massa deve ter uma atmosfera substancial de hidrogênio-hélio. A densidade do TOI-1075b é inconsistente com uma atmosfera substancial. Isso é muito curioso.
Mas o que o exoplaneta pode ter em seu lugar é potencialmente ainda mais fascinante.
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Os pesquisadores escrevem em seu artigo:
“Com base na composição prevista do TOI-1075b e no período orbital ultracurto, não esperamos que o planeta tenha retido um envelope H/He”.
No entanto, TOI-1075b pode não ter uma atmosfera (rocha nua); uma atmosfera de vapor de metal/silicato com composição definida pelo magma-oceano vaporizando na superfície, uma vez que a temperatura de equilíbrio de TOI-1075 b é quente o suficiente para derreter uma superfície rochosa; ou, especialmente na extremidade inferior de sua faixa de densidade média permitida, possivelmente um fino H/He ou CO2 ou outra atmosfera.
Sim, você leu certo. TOI-1075b é tão quente (porque está tão perto de sua estrela) que sua superfície pode ser um oceano de magma produzindo uma atmosfera de rocha vaporizada. A boa notícia é que podemos descobrir.
Como vimos recentemente, o JWST é muito capaz de observar as atmosferas de exoplanetas.
Mirar o TOI-1075b dirá se ele tem uma atmosfera fina, uma atmosfera de silicato ou nenhuma atmosfera, e essa informação pode revelar alguma peculiaridade até então desconhecida da formação e evolução do planeta, e como as super-Terras perdem seu gás.
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Os resultados da pesquisa foram publicados no The Astronomical Journal e estão disponíveis no arXiv.
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