5332: Newfound super-Earth alien planet whips around its star every 0.67 days

SCIENCE/ALIEN PLANET

Say hello to the extreme ‘super-Earth’ TOI-1685 b.

NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) is on the search for planets outside our solar system, including those that could support life. The mission finds exoplanets that periodically block part of the light from their host stars — events called transits. (Image credit: NASA/GSFC)

We keep getting reminders that the Milky Way’s planetary diversity dwarfs what we see in our own solar system.

The newfound exoplanet TOI-1685 b is yet another case in point. Astronomers found it circling a dim red dwarf star about 122 light-years from Earth. “Circling” is too ordinary a world for TOI-1685 b’s motion, however; the alien world whips around its parent star once every 0.67 Earth days.

Red dwarfs, also known as M dwarfs, are much smaller and dimmer than Earth’s sun, but TOI-1685 b’s extreme proximity to its host star, called TOI-1685, makes it a very toasty world nonetheless. The discovery team estimates its surface temperature to be around 1,465 degrees Fahrenheit (796 degrees Celsius).

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The researchers, led by Paz Bluhm of Heidelberg University in Germany, first spotted TOI-1685 b in observations made by NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). As its name suggests, TESS looks for transits, the tiny brightness dips caused by planets crossing their host stars’ faces from the Earth-orbiting spacecraft’s perspective.

TESS noted such a dip around the red dwarf TOI-1685. Bluhm and her colleagues then confirmed the planet’s existence using data gathered by the CARMENES spectrograph instrument, which is installed on the 3.5-meter telescope at the Calar Alto Observatory in Spain. (CARMENES is short for “Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exo-earths with Near-infrared and optical Echelle spectrographs.)

CARMENES hunts for planets using the radial velocity, or Doppler, method — looking for little wobbles in a star’s motion caused by the gravitational tug of an orbiting planet.

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The combined data allowed the team to determine that TOI-1685 b is a “super-Earth” about 1.7 times bigger, and 3.8 times more massive, than our home planet. The resulting bulk density — about 4.2 grams per cubic centimeter, or 0.15 lbs. per cubic inch — makes TOI-1685 b “the least dense ultra-short period planet around an M dwarf known to date,” Bluhm and her colleagues wrote in the discovery paper, which you can read for free on the online preprint site arXiv.org. (The paper has not yet been published in a peer-reviewed journal.)

For perspective: Earth’s bulk density is about 5.5 grams per cubic centimeter, or 0.20 lbs. per cubic inch.

The fact that TOI-1685 b transits and is quite warm makes it a good candidate for follow-up study by other instruments, the researchers wrote. In that regard, TOI-1685 b is similar to another recent exoplanet find made using TESS and CARMENES data, Gliese 486 b.

Bluhm and her team also saw another signal in the CARMENES TOI-1685 data, which could indicate a second planet in the system that orbits once every nine Earth days. If this candidate planet exists, it doesn’t transit, because TESS recorded no corresponding signal, the researchers wrote.

Mike Wall is the author of “Out There” (Grand Central Publishing, 2018; illustrated by Karl Tate), a book about the search for alien life. Follow him on Twitter @michaeldwall. Follow us on Twitter @Spacedotcom or Facebook. 

Live Science
By Mike Wall – Space.com Senior Writer
15/03/2021


5299: O lado nocturno deste exoplaneta pode estar cheio de vulcões

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/GEOLOGIA

Thibaut Roger / University of Bern
Possível dinâmica interna da super-Terra quente LHS 3844b

O LHS 3844b é o primeiro planeta fora do Sistema Solar que, segundo os astrónomos, pode ter evidências de actividade tectónica. 

Uma equipa de cientistas, liderada pela Universidade de Berna, na Suíça, encontrou evidências de padrões de fluxo dentro de um planeta localizado a 45 anos-luz da Terra. O material no interior de LHS 3844b flui de um hemisfério para o outro e pode ser responsável por inúmeras erupções vulcânicas no lado nocturno do planeta.

“Observar sinais de actividade tectónica é muito difícil porque estes planetas costumam estar escondidos sob uma atmosfera. No entanto, os resultados sugeriram que LHS 3844b provavelmente não tem uma atmosfera”, disse Tobias Meier, citado pelo Tech Explorist.

Segundo o investigador, o exoplaneta orbita tão perto da sua estrela que “um lado está em luz do dia constante e o outro na noite permanente”.

Sem atmosfera para proteger o planeta da radiação intensa, a superfície chega até aos 800ºC no lado diurno, enquanto que no lado nocturno se fazem sentir temperaturas de -250ºC. “Este contraste severo de temperatura pode afectar o fluxo de material no interior do planeta”, consideram os cientistas.

A equipa decidiu testar a teoria através de simulações computacionais, que acabaram por mostrar que havia fluxo ascendente de um lado do planeta e fluxo descendente do outro. Isto significa que o material fluiu de um hemisfério para o outro.

Com base no modelo da Terra, seria de esperar que o material no lado quente do planeta fosse mais leve e, portanto, fluísse para cima. No entanto, algumas simulações mostraram “a direcção oposta do fluxo“, revelou Dan Bowe, co-autor do artigo científico publicado recentemente na Astrophysical Journal Letters.

O resultado “contra-intuitivo” acontece devido à mudança na viscosidade provocada pela temperatura. Segundo Bowe, o material frio é mais rígido e, portanto, “não quer dobrar, quebrar ou subdividir no interior”. Já o material quente, como é menos viscoso, pode fluir para o interior do planeta.

“De qualquer forma, estes resultados mostram como a superfície e o interior de um planeta podem trocar material em condições muito diferentes das da Terra”, comentou.

A equipa sugere, com base nestas descobertas, que o LHS 3844b poderia ter um hemisfério inteiro cheio de vulcões, enquanto o outro lado dificilmente revela qualquer actividade vulcânica – tudo por causa do intenso contraste de temperatura.

Por Liliana Malainho
10 Março, 2021


5257: Gliese 486 b: Diga “Olá” ao novo planeta que é uma “Super-Terra”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

O ano de 2020 e 2021 ficam marcados pelos avanços no que diz respeito a missões especiais a Marte. Como sabemos, actualmente existem três missões ao planeta vermelho e há também alguns testes interessantes por parte da NASA e da Space X.

Recentemente foi detectada uma “super-terra” com condições para se estudar atmosfera e “habitabilidade”.

Gliese 486 b – super-terra” com condições para se estudar atmosfera e “habitabilidade”

Um grupo de cientistas detectou uma ‘super-terra’, planeta extra-solar com uma massa maior do que a da Terra, que dista da sua estrela o suficiente para se estudar a eventual presença de água à sua superfície e uma atmosfera. De acordo com o que foi divulgado, o planeta tem a designação de Gliese 486 b e orbita a estrela anã vermelha Gliese 486, a 26 anos-luz de distância da Terra.

Gliese 486 b é o planeta fora do Sistema Solar que transita mais próximo de uma anã vermelha, o que, segundo os autores da investigação, torna-o no “candidato ideal para procurar uma atmosfera e estudar a sua habitabilidade” (condições para albergar eventualmente água líquida à sua superfície, essencial para a vida tal como se conhece), segundo revela a Lusa.

De acordo com os autores, citados em comunicado pela editora da revista científica Science, o planeta rochoso e quente, mas não o suficiente para ser “um mundo de lava”, apresenta mais do dobro da massa da Terra e é ligeiramente maior do que o ‘planeta azul’ (tem 1,3 vezes o raio da Terra).

O exoplaneta demora quatro anos e sete dias a completar uma volta em torno da sua estrela e tem uma temperatura média de cerca 426,85ºC, ligeiramente inferior à de Vénus (461ºC).

Pplware
Autor: Pedro Pinto
04 Mar 2021


5184: Kepler Telescope Found New Planets Better Than Earth

The Kepler Telescope was built for one purpose; to look at a certain patch in the Milky Way in search of exoplanets.

The exoplanet hunter observed over hundreds of thousands of stars and discovered thousands of exoplanets during its lifetime.

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Dois exoplanetas “retrógrados” num sistema estelar múltiplo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Ilustração do sistema exoplanetário K2-290. A estrela central (centro) tem dois planetas e uma estrela companheira (em cima à direita). Os dois planetas orbitam a estrela central quase na direcção oposta à da rotação da estrela. O planeta interior, com cerca de 75% do tamanho de Neptuno, orbita a estrela a cada nove dias. O maior planeta, do tamanho de Júpiter, requer mais de 48 dias para completar uma órbita, ainda mais veloz do que Mercúrio no nosso Sistema Solar com a sua órbita de 88 dias.
Crédito: Christoffer Grønne/Universidade de Aarhus

Num artigo publicado recentemente no conceituado periódico Proceedings of the National Academy of Sciences, um grupo de investigadores liderados por Maria Hjorth e Simon Albrecht do Centro de Astrofísica Estelar da Universidade de Aarhus publicou a descoberta de um sistema exoplanetário muito especial. Dois exoplanetas estão a orbitar “ao contrário” em torno da sua estrela. Esta surpreendente arquitectura orbital foi provocada pelo disco protoplanetário – no qual os dois planetas se formaram – sendo inclinado pela segunda estrela neste sistema.

Maria Hjorth explica: “Encontrámos um sistema planetário muito intrigante. Existem dois planetas que orbitam em torno da estrela quase na direcção oposta à rotação da estrela em torno de si própria. Isto é diferente do nosso próprio Sistema Solar, onde todos os planetas giram na mesma direcção da rotação do Sol.”

Joshua Winn da Universidade de Princeton continua: “Este não é o primeiro caso conhecido de um sistema planetário ‘retrógrado’ – os primeiros foram avistados há mais de 10 anos. Mas este é um caso raro em que pensamos saber o que provocou o desalinhamento drástico, e a explicação é diferente do que os investigadores assumiram que poderia ter acontecido nos outros sistemas.”

A co-autora Rebekah Dawson da Universidade Estatal da Pensilvânia, EUA, acrescenta: “Em qualquer sistema planetário, pensa-se que os planetas se formam num disco circular e giratório de material que orbita em torno da jovem estrela durante alguns milhões de anos após o nascimento da própria estrela, o chamado disco protoplanetário. Normalmente, o disco e a estrela giram da mesma maneira. No entanto, se houver uma estrela vizinha (‘vizinha’ significa em astronomia até mais ou menos um ano-luz), a força gravitacional desta estrela companheira pode inclinar o disco.”

John Zannazzi da Universidade de Toronto, Canadá, continua: “A física subjacente está ligada ao comportamento que um pião exibe, quando a sua rotação diminui e o próprio eixo começa a girar em forma de cone.”

O cenário foi teorizado em 2012 e agora esta equipa de investigação encontrou o primeiro sistema onde este processo ocorreu. Teruyuki Hirano do Instituto de Tecnologia de Tóquio é um dos cientistas e comenta: “Depois que descobrimos o sistema K2-290, percebemos que este sistema é ideal para testar esta teoria, pois não é orbitado apenas por dois planetas, mas também contém duas estrelas. Portanto, logicamente, a próxima etapa seria estudar o sistema em mais detalhe e, de facto, ganhámos a lotaria.”

Emil Knudstrup, estudante de doutoramento da Universidade de Aarhus, acrescenta: “A ideia de que os planetas viajam em órbitas totalmente desalinhadas fascinou-me ao longo do meu percurso universitário. Uma coisa é prever a existência destas órbitas incríveis, tão diferentes do que vemos no nosso Sistema Solar. Outra é participar na sua descoberta! Também fascinante é a ideia de que uma estrutura tão enorme quanto um disco protoplanetário é governada por uma física semelhante à de um pião.”

Uma implicação da descoberta é que não podemos mais assumir que as condições iniciais da formação planetária exigem alinhamentos entre a rotação estelar e as órbitas planetárias. É importante ressaltar que enquanto outras teorias que visam explicar os desalinhamentos em sistemas exoplanetários tendem a funcionar melhor em grandes planetas como Júpiter em órbitas de período curto, o mecanismo de inclinação do disco aplica-se a planetas de qualquer tamanho. Poderá haver outro mundo parecido com a Terra, por exemplo, que viaja pelos pólos norte e sul da sua estrela natal.

“Acho os nossos resultados encorajadores, pois significa que encontrámos outro aspecto da arquitectura de sistemas onde estes mostram uma variedade fascinante de configurações,” conclui Simon Albrecht do Centro de Astrofísica Estelar da Universidade de Aarhus. “Como será que a astronomia se teria desenvolvido cá na Terra se a situação aqui fosse semelhante à de K2-290 – então Galileu teria visto as manchas solares a moverem-se na direcção oposta à órbita da Terra em torno do Sol. Qual teria sido a sua explicação para tal coisa?”

Astronomia On-line
19 de Fevereiro de 2021


Astrónomos desvendam origens misteriosas das “super-Terras”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta impressão de artista mostra um dos exoplanetas descobertos pelo HARPS: a super-Terra rochosa HD 85512 b, que orbita a estrela parecida com o Sol HD 85512, na direção da constelação do hemisfério sul de Vela. Este planeta tem mais ou menos 3,6 vezes a massa da Terra e está situado na orla da zona habitável, onde a água líquida, e talvez a vida, podem potencialmente existir.
Crédito: ESO/M. Kornmesser

Os mini-Neptunos e as super-Terras com até quatro vezes o tamanho do nosso planeta são os exoplanetas mais comuns em órbita de estrelas para lá do nosso Sistema Solar. Até agora, pensava-se que as super-Terras eram os núcleos rochosos de mini-Neptunos cujas atmosferas gasosas foram expelidas. Num novo estudo publicado na revista The Astrophysical Journal, astrónomos da Universidade McGill mostram que alguns destes exoplanetas nunca tiveram atmosferas gasosas, lançando nova luz sobre as suas origens misteriosas.

A partir de observações, sabemos que cerca de 30 a 50 por cento das estrelas hospedeiras têm um ou outro, e as duas populações aparecem em proporções quase iguais. Mas de onde é que vieram?

Uma teoria é que a maioria dos exoplanetas nasce como mini-Neptunos, mas alguns são despojados das suas conchas de gás pela radiação das estrelas-mãe, deixando para trás apenas um núcleo denso e rochoso. Esta teoria prevê que a nossa Galáxia tem muito poucos exoplanetas do tamanho da Terra e mais pequenos, conhecidos como Terras e mini-Terras. No entanto, observações recentes mostram que pode não ser o caso.

Para saber mais, os astrónomos usaram uma simulação para rastrear a evolução destes misteriosos exoplanetas. O modelo usou cálculos termodinâmicos com base na massa dos seus núcleos rochosos, na distância a que estão das suas estrelas hospedeiras e na temperatura do gás circundante.

“Ao contrário das teorias anteriores, o nosso estudo mostra que alguns exoplanetas nunca podem construir atmosferas gasosas,” diz Eve Lee, professora assistente no Departamento de Física da Universidade McGill e do Instituto Espacial McGill.

As descobertas sugerem que nem todas as super-Terras são remanescentes de mini-Neptunos. Em vez disso, os exoplanetas foram formados por uma única distribuição de rochas, nascidas num disco giratório de gás e poeira em torno de estrelas hospedeiras. “Algumas das rochas desenvolveram conchas de gás, enquanto outras surgiram e permaneceram como super-Terras rochosas,” explicou.

Como nascem os mini-Neptunos e as super-Terras

Pensa-se que os planetas se formem num disco giratório de gás e poeira em torno das estrelas. As rochas maiores que a Lua têm atracção gravitacional suficiente para atrair o gás circundante e formar uma concha em torno do seu núcleo. Com o tempo, essa camada de gás arrefece e encolhe, criando espaço para que mais gás circundante seja puxado, fazendo com que o exoplaneta cresça. Assim que todo esse invólucro arrefece até à mesma temperatura do gás nebular circundante, a concha já não pode encolher mais e o crescimento para.

Para núcleos mais pequenos, este invólucro é minúsculo, de modo que permanecem como exoplanetas rochosos. A distinção entre super-Terras e mini-Neptunos vem da capacidade destas rochas de crescer e reter conchas de gás.

“As nossas descobertas ajudam a explicar a origem das duas populações de exoplanetas e talvez a sua prevalência,” diz Lee. “Usando a teoria proposta no estudo, poderíamos decifrar o quão comuns podem ser os exoplanetas rochosos como as Terras e as mini-Terras.”

Astronomia On-line
16 de Fevereiro de 2021


5087: Instrumento SPIRou realiza a primeira medição da densidade de um planeta muito jovem

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Uma equipa de investigação liderada por cientistas do IRAP (CNRS/CNES/Université Toulouse III – Paul Sabatier) e do IPAG (CNRS/UGA) mediu pela primeira vez a densidade interna de um exoplaneta muito jovem que orbita uma estrela extremamente activa e recém-formada. Apesar do “ruído” gerado pela actividade da estrela, conseguiram fazê-lo usando o instrumento de caça exoplanetária SPIRou acoplado ao CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope). Os resultados foram publicados a semana passada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

A estrela AU Microscopii (AU Mic) não tem mais do que 22 milhões de anos. Por outras palavras, apenas alguns meses caso a vida útil de uma estrela fosse reduzida à de um ser humano. Portanto, é muito jovem, assim como o sistema planetário em seu redor, que abriga um gigante gasoso chamado AU Mic b.

A massa e a densidade de AU Mic, b, que foi detectado pela primeira vez pelo satélite TESS da NASA, foram agora determinadas usando o espectropolarímetro SPIRou. Os valores revelaram-se muito semelhantes aos de Neptuno, que é mais de 4 mil milhões de anos mais velho. No entanto, a órbita do exoplaneta está 450 vezes mais próxima da sua estrela do que Neptuno está do Sol. A sua atmosfera tem uma temperatura de cerca de 300º C, pelo que pertence à família dos “Neptunos quentes”.

A sua estrela, que é altamente activa por ser tão jovem, gera campos magnéticos muito fortes, tornando extremamente difícil a análise do sinal de AU Mic b. No entanto, as capacidades de alto desempenho do SPIRou, juntamente com o trabalho realizado pelos cientistas do IRAP e do IPAG, finalmente tornaram possível a determinação da sua massa e, portanto, da sua densidade, apesar do “ruído” gerado pela actividade de AU Mic.

Esta é a primeira vez que os astrónomos medem com sucesso a massa (usando o SPIRou) e o raio (graças ao TESS) de um exoplaneta com menos de 200 milhões de anos. É também o primeiro exoplaneta cuja massa foi medida pelo SPIRou, um instrumento de próxima geração projectado e construído sob a supervisão de equipas francesas e recentemente acoplado ao CFHT.

Noutros três artigos científicos publicados recentemente, as equipas envolvidas com o SPIRou também confirmaram o desempenho incomparável do novo instrumento e estudaram outra característica de AU Mic b, a inclinação da sua órbita. Esta acabou por estar bem alinhada com o planeta equatorial da sua estrela, sugerindo que a sua formação não foi afectada por outros objectos massivos.

Todas estas descobertas fornecem informações adicionais que vão ajudar os cientistas a refinar os modelos de formação e migração planetária.

Astronomia On-line
9 de Fevereiro de 2021


5065: Substância num Júpiter quente revela propriedade que permite a planetas abrigarem vida

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

ESA / ATG medialab, CC BY-SA 3.0 IGO
Impressão artística de um exoplaneta

Astrónomos encontraram evidências de hidreto de cromo no exoplaneta WASP-31b. A equipa avança que a temperatura e a pressão correspondentes estão no limite entre o líquido e o gasoso, como a chuva e as nuvens.

Uma equipa de investigadores do SRON Netherlands Institute for Space Research e da University of Groningen, nos Países Baixos, encontraram evidências de hidreto de cromo (CrH) no exoplaneta WASP-31b, que na temperatura e pressão correspondentes está na fronteira entre o líquido e o gasoso.

É a partir dos espectros de transmissão, as conhecidas impressões digitais dos exoplanetas, que os astrónomos deduzem que substâncias estão presentes na sua atmosfera. E foi assim que os cientistas encontraram evidências da substância.

O exoplaneta WASP-31b é um Júpiter quente com uma temperatura de cerca de 1.200°C na zona crepuscular entre o dia e a noite – o lugar onde a luz das estrelas viaja pela atmosfera em direcção à Terra.

Segundo o investigador Marrick Braam, citado pelo Phys, “o hidreto de cromo poderia desempenhar um papel num possível sistema meteorológico neste planeta, com nuvens e chuva” – uma das propriedades que permite a planetas abrigarem vida.

Esta é a primeira vez que o hidreto de cromo é encontrado num Júpiter quente. Estes exoplanetas, incluindo o WASP-31b, têm sempre o mesmo lado voltado para a sua estrela hospedeira. “Esperamos, portanto, um lado diurno com hidreto de cromo na forma gasosa e um lado nocturno com hidreto de cromo líquido”, disse o co-autor Michiel Min.

De acordo com modelos teóricos, a grande diferença de temperatura cria ventos fortes. “Queremos confirmar isso com observações”, acrescentou o investigador.

O artigo científico foi publicado no dia 3 de Fevereiro na Astronomy & Astrophysics.

Por Liliana Malainho
5 Fevereiro, 2021


5044: TESS descobre quatro exoplanetas em órbita de uma estrela semelhante ao Sol

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista dos cinco planetas em órbita de TOI-1233, quatro dos quais foram descobertos usando o TESS (Transiting Exoplanet Satellite Survey), uma missão da NASA liderada pelo MIT. Crédito: NASA/JPL-Caltech

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 detectaram 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 multi-planetários, 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 actua como uma experiência controlada.”

Astronomia On-line
2 de Fevereiro de 2021


5042: Pinglé e Wright acabam de descobrir quatro exoplanetas. Têm 16 e 18 anos

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Harvard & Smithsonian Mentorship Program Release No.:

Recorrendo a dados do telescópio espacial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), dois alunos do Ensino Secundário, residentes nos Estados Unidos, descobriram quatro exoplanetas a 200 anos-luz de distância da Terra.

Kartik Pinglé, de 16 anos, e Jasmine Wright, de 18 anos, vasculharam os dados do TESS e descobriram quatro novos mundos ao abrigo de um programa escolar desenvolvido pelo Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonia.

Em causa está o Student Research Mentoring Program (SRMP), um programa liderado pela astroquímica Clara Sousa-Silva, que visa criar uma ponte entre alunos locais do Ensino Secundário e o mundo da investigação científica.

Durante o programa, que prioriza alunos oriundos de minorias sub-representadas e tem a duração de um ano, os alunos trabalham sob o acompanhamento de mentores.

É uma grande curva de aprendizagem (…) No final do programa, os alunos podem dizer que levaram a cabo pesquisas activas e de ponta no campo da Astrofísica”, explicou Clara Sousa-Silva, citada em comunicado.

Apesar de este ser um programa com já há alguns anos, Kartik Pinglé e Jasmine Wright protagonizaram uma experiência única, uma vez que publicaram, como co-autores, a descobertas dos quatro exoplanetas na conceituada revista The Astronomical Journal.

“Apesar de este ser um dos objectivos do SRMP, é extremamente incomum que alunos do Ensino Secundário sejam co-autores de artigos periódicos“, continuou a cientista, recordando que estes estudos passam pela revisão de pares.

De olhos postos na TOI 1233

Os dois jovens norte-americanos, orientados por Tansu Daylan, pós-doutorado do Instituto de Astrofísica e Pesquisa Espacial MIT Kavli, debruçaram-se sobre o TESS Object of Interest (TOI) 1233, uma estrela brilhante próxima ao Sol.

Para perceber se um planeta estava a girar em torno da estrela, Pinglé e Wright focaram-se na luz oriunda de TOI-1233. “Estávamos à procura de mudanças na luz ao longo do tempo. A ideia é: se um determinado planeta transitar pela estrela, ou passar à sua frente, este encobrirá [periodicamente] a estrela e fará diminuir o seu brilho“, explicou Pinglé.

Analisando os dados, a equipa descobriu não um, mas quatro planetas a orbitar a estrela. “Fiquei muito animado e chocado”, confessou Wright, acrescentando: “Sabíamos que este era o objectivo da pesquisa do Daylan, mas foi realmente incrível encontrar um sistema multi-planetário e fazer parte da equipa de descoberta”.

Três dos planetas em causa são “sub-Neptunos”, isto é, mundos gasosos semelhantes a Neptuno, mas como dimensões menores. Estes planetas demoram entre seis a 19,5 dias terrestres para completar uma rotação em torno de TOI-1233.

O quarto planeta é uma “super-Terra”, um mundo rochoso maior da que a Terra e orbita a sua estrela em pouco menos de quatro dia terrestres.

Situação de win-win

Na mesma nota, Daylan considera que a inclusão de Pinglé e Wright na sua investigação foi benéfico quer para os alunos, quer para si próprio – uma situação de win-win.

“Como investigador, gosto muito de interagir com cérebros jovens, que estão abertos à experimentação e à aprendizagem e têm preconceito mínimo (…) Também acho que é muito benéfico para os alunos do Ensino Secundário, pois têm contacto com investigações de ponta e isso prepara-os rapidamente para uma carreira na investigação”, considerou.

Graças a uma parceria com a cidade de Cambridge, os alunos recebem quatro horas semanais pelas investigações que concluem. “São cientistas assalariados”, diz Sousa-Silva.

“Queremos incentivá-los a pensar que seguir uma carreira académica é agradável e gratificante – não importa o que acabem por escolher fazer na vida”, rematou.

Pinglé, que está no segundo ano do Ensino Secundário, poderá estudar Matemática aplicada ou Astrofísica, enquanto Wright acaba de ser aceite para um programa de Mestrado de cinco anos em Astrofísica na Universidade de Edimburgo, na Escócia.

Por Sara Silva Alves
2 Fevereiro, 2021


5006: Intrigante sistema de seis exoplanetas com movimentos rítmicos desafia teorias de formação planetária

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ESO

Com o auxílio de vários telescópios, incluindo o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), os astrónomos descobriram um sistema com seis exoplanetas, cinco dos quais estão presos numa dança rítmica rara em torno da sua estrela central. Os investigadores acreditam que o sistema poderá dar-nos pistas importantes sobre como é que os planetas, incluindo os do Sistema Solar, se formam e evoluem.

A primeira vez que observou TOI-178, uma estrela a cerca de 200 anos-luz de distância da Terra na direcção da constelação do Escultor, a equipa de investigadores pensou que tinha descoberto dois planetas em torno desta estrela a percorrer essencialmente a mesma órbita. No entanto, um olhar mais detalhado revelou algo inteiramente diferente. “Através de mais observações percebemos que não tínhamos dois planetas em órbita da estrela praticamente à mesma distância dela, mas antes planetas múltiplos numa configuração muito especial,” explica Adrien Leleu da Universidade de Genève e da Universidade de Berna, Suíça, que liderou um novo estudo deste sistema, publicado hoje na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

O novo trabalho de investigação revelou que o sistema possui seis exoplanetas e que todos menos um estão trancados numa dança rítmica especial à medida que se movem nas suas órbitas. Por outras palavras, encontram-se em ressonância, o que significa que há padrões que se repetem à medida que os planetas se deslocam em redor da estrela, com alguns planetas a alinharem-se entre si ao fim de algumas órbitas. Observamos uma ressonância semelhante nas órbitas de três das luas de Júpiter: Io, Europa e Ganimedes. Io, o mais próximo de Júpiter dos três, completa quatro órbitas completas em torno de Júpiter para uma única órbita de Ganimedes, o mais afastado, e completa duas órbitas completas para cada órbita de Europa.

Os cinco exoplanetas mais exteriores do sistema TOI-178 seguem uma cadeia de ressonância muito mais complexa, uma das mais longas descobertas até à data num sistema de planetas. Enquanto as três luas de Júpiter têm uma ressonância 4:2:1, os cinco planetas mais exteriores do sistema TOI-178 seguem a cadeia 18:9:6:4:3, ou seja, enquanto o segundo planeta a contar da estrela (o primeiro na cadeia de ressonância) completa 18 órbitas, o terceiro planeta a contar da estrela (o segundo da cadeia) completa 9 órbitas e assim por diante. De facto, inicialmente os cientistas encontraram apenas cinco planetas no sistema, mas, ao seguirem o ritmo de ressonância, calcularam onde é que estaria um planeta adicional na sua órbita, na próxima altura em que os cientistas podiam observar o sistema.

Mais do que uma curiosidade orbital, esta dança de planetas ressonantes dá-nos pistas sobre o passado do sistema. “As órbitas neste sistema estão muito bem ordenadas, o que nos diz que o sistema evoluiu bastante suavemente desde o seu nascimento,” explica Yann Alibert, da Universidade de Berna, Suíça e um dos co-autores deste trabalho. Se o sistema tivesse sido significativamente perturbado no início da sua vida como, por exemplo, por um impacto gigante, esta frágil configuração de órbitas não teria sobrevivido.

Desordem no sistema rítmico

Apesar do arranjo das órbitas ser bem organizado e ordenado, as densidades dos planetas “são muito mais desordenadas”, diz Nathan Hara da Universidade de Genève, Suíça, que também esteve envolvido no estudo. “Parece haver um planeta tão denso como a Terra mesmo ao lado de um outro planeta muito “fofo”, com metade da densidade de Neptuno, seguido por um planeta com a densidade de Neptuno. Não é o que estamos habituados a ver.” No nosso Sistema Solar, por exemplo, os planetas estão arranjados de forma ordenada, com os planetas rochosos, mais densos, mais próximos da estrela central e os planetas gasosos “fofos”, de baixa densidade, mais afastados.

Este contraste entre a harmonia rítmica dos movimentos orbitais e as densidades desordenadas desafia claramente a nossa compreensão da formação e evolução dos sistemas planetários,” diz Leleu.

Combinando técnicas

De modo a investigar a invulgar arquitectura deste sistema, a equipa usou dados do satélite CHEOPS da Agência Espacial Europeia, assim como do instrumento ESPRESSO montado no VLT do ESO e do NGTS e SPECULOOS, ambos situados no Observatório do Paranal do ESO, no Chile. Uma vez que os exoplanetas são extremamente difíceis de observar de forma directa através de telescópios, os astrónomos usam outras técnicas para os detectar. Os principais métodos utilizados são imagens de trânsitos — observando a luz emitida pela estrela central que diminui de intensidade quando um planeta passa na sua frente, quando observada a partir da Terra — e velocidades radiais — observando o espectro de luz da estrela em busca de pequenos sinais de oscilação que ocorrem quando os exoplanetas de deslocam nas suas órbitas. A equipa usou ambos os métodos para observar o sistema: CHEOPS, NGTS e SPECULOOS para trânsitos e ESPRESSO para velocidades radiais.

Ao combinar as duas técnicas, os astrónomos conseguiram reunir informação crucial sobre o sistema e os seus planetas, que orbitam a estrela central muito mais perto e com maior velocidade do que a Terra orbita o Sol. O mais rápido (o planeta mais interior) completa uma órbita em apenas alguns dias, enquanto o mais lento demora cerca de dez vezes mais. Os seis planetas apresentam tamanhos que vão desde o tamanho da Terra até cerca de três vezes este valor, enquanto as suas massas estão entre 1,5 e 30 vezes a massa terrestre. Alguns dos planetas são rochosos, mas maiores que a Terra — os chamados Super-Terras. Outros são planetas gasosos, como os planetas exteriores do nosso Sistema Solar, mas são muito mais pequenos — os chamados Mini-Neptunos.

Apesar de nenhum destes seis exoplanetas se encontrar na zona de habitabilidade da estrela, os investigadores sugerem que, ao continuar a seguir a cadeia de ressonância, poderão encontrar planetas adicionais que poderão existir nesta zona ou muito perto dela. O Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, que deverá começar a operar esta década, será capaz de observar directamente exoplanetas rochosos na zona de habitabilidade da estrela e até caracterizar as suas atmosferas, dando-nos a oportunidade de conhecer sistemas como o TOI-178 com muito mais detalhe.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “Six transiting planets and a chain of Laplace resonances in TOI-178” publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

A equipa é composta por A. Leleu (Observatoire Astronomique de l’Université de Genève, Suíça [UNIGE], Universidade de Berna, Suíça [Bern]), Y. Alibert (Bern), N. C. Hara (UNIGE), M. J. Hooton (Bern), T. G. Wilson (Centre for Exoplanet Science, SUPA School of Physics and Astronomy, University of St Andrews, RU [St Andrews]), P. Robutel (IMCCE, UMR8028 CNRS, Observatoire de Paris, França [IMCCE]), J.-B Delisle (UNIGE), J. Laskar (IMCCE), S. Hoyer (Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM, França [AMU]), C. Lovis (UNIGE), E. M. Bryant (Department of Physics, University of Warwick, RU [Warwick], Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick [CEH]), E. Ducrot (Unidade de Investigação em Astrobiologia, Université de Liège, Bélgica [Liège]), J. Cabrera (Instituto de Investigação Planetária, Centro Aeroespacial alemão (DLR), Berlim, Alemanha [Institute of Planetary Research, DLR]), J. Acton (School of Physics and Astronomy, University of Leicester, RU [Leicester]), V. Adibekyan (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal [IA], Centro de Astrofísica da Universidade do Porto, Departamento de Física e Astronomia, Universidade do Porto [CAUP]), R. Allart (UNIGE), C. Allende Prieto (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife [IAC], Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Tenerife [ULL]), R. Alonso (IAC, ULL), D. Alves (Camino El Observatorio 1515, Las Condes, Santiago, Chile), D. R Anderson (Warwick, CEH), D. Angerhausen (ETH Zürich, Instituto de Física das Partículas e Astrofísica), G. Anglada Escudé (Institut de Ciències de l’Espai [ICE, CSIC], Bellaterra, Espanha, Institut d’Estudis Espacials de Catalunya [IEEC], Barcelona, Espanha), J. Asquier (ESTEC, ESA, Noordwijk, Holanda [ESTEC]), D. Barrado (Depto. de Astrofísica, Centro de Astrobiologia [CSIC-INTA], Madrid, Espanha), S.C.C Barros (IA, Departamento de Física e Astronomia, Universidade do Porto, Portugal), W. Baumjohann (Instituto de Investigação Espacial, Academia das Ciências austríaca, Áustria), D. Bayliss (Warwick, CEH), M. Beck (UNIGE), T. Beck (Bern) A. Bekkelien (UNIGE), W. Benz (Bern, Centro do Espaço e Habitabilidade, Berna, Suíça [CSH]), N. Billot (UNIGE), A. Bonfanti (IWF), X. Bonfils (Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, França), F. Bouchy (UNIGE), V. Bourrier (UNIGE), G. Boué (IMCCE), A. Brandeker (Departamento de Astronomia, Universidade de Estocolmo, Suécia), C. Broeg (Bern), M. Buder (Instituto de Sistemas de Sensores Ópticos, Centro Aeroespacial alemão (DLR) [Institute of Optical Sensor Systems, DLR]), A. Burdanov (Liège, Department of Earth, Atmospheric and Planetary Science, Massachusetts Institute of Technology, EUA), M. R. Burleigh (Leicester), T. Bárczy (Admatis, Miskok, Hungria), A. C. Cameron (St Andrews), S. Chamberlain (Leicester), S. Charnoz (Université de Paris, Institut de Physique du Globe de Paris, CNRS, França), B. F. Cooke (Warwick, CEH), C. Corral Van Damme (ESTEC), A. C. M. Correia (CFisUC, Departamento de Física, Universidade de Coimbra, Portugal, IMCCE, UMR8028 CNRS, Observatoire de Paris, França), S. Cristiani (INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste, Itália [INAF Trieste]), M. Damasso (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Itália [INAF Torino]), M. B. Davies (Observatório de Lund, Departamento de Astronomia e Física Teórica, Universidade de Lund, Suécia), M. Deluil (AMU), L. Delrez (AMU, Instituto Investigação de Ciências Espaciais, Tecnologias e Astrofísica [STAR], Université de Liège, Bélgica, UNIGE), O. D. S. Demangeon (IA), B.-O. Demory (CSH), P. Di Marcantonio (INAF Trieste), G. Di. Persio (INAF, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Roma, Itália), X. Dumusque (UNIGE), D. Ehrenreich (UNIGE), A. Erikson (Instituto de Investigação Planetária, DLR), P. Figueira (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, ESO Vitacura), A. Fortier (Bern, CSH), L. Fossato (Instituto de investigação Espacial, Academia de Ciências austríaca, Graz, Austria [IWF]), M. Fridlund (Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Holanda, Departamento do Espaço, Terra e Ambiente, Universidade de Tecnologia de Chalmers, Observatório Espacial Onsala, Suécia [Chalmers]), D. Futyan (UNIGE), D. Gandolfi (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Torino, Itália), A. García Muñoz (Centro de Astronomia e Astrofísica, Universidade Técnica de Berlim, Alemanha), L. Garcia (Liège), S. Gill (Warwick, CEH), E. Gillen (Astronomy Unit, Queen Mary University of London, RU, Cavendish Laboratory, Cambridge, RU [Cavendish Laboratory]), M. Gillon (Liège), M. R. Goad (Leicester), J. I. González Hernández (IAC, ULL), M. Guedel (Universidade de Viena, Departamento de Astrofísica, Áustria), M. N. Günther (Department of Physics e Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, EUA), J. Haldemann (Bern), B. Henderson (Leicester), K. Heng (CSH), A. E. Hogan (Leicester), E. Jehin (STAR), J. S. Jenkins (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago, Chile, Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), Santiago, Chile), A. Jordán (Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Adolfo Ibáñez, Santiago, Chile, Millennium Institute for Astrophysics, Chile), L. Kiss (Observatório de Konkoly, Centro de Investigação de Astronomia e Ciências da Terra, Budapeste, Hungria), M. H. Kristiansen (Observatório de Brorfelde, Observatório de Gyldenkernes, Dinamarca, DTU Space, Instituto Nacional do Espaço, Universidade Técnica da Dinamarca, Dinamarca), K. Lam (Instituto de Investigação Planetária, DLR), B. Lavie (UNIGE), A. Lecavelier des Etangs (Institut d’Astrophysique de Paris, UMR7095 CNRS, Université Pierre & Marie Curie, Paris, França), M. Lendil (UNIGE), J. Lillo-Box (Depto. de Astrofísica, Centro de Astrobiologia (CSIC-INTA),ESAC campus, Madrid, Espanha), G. Lo Curto (ESO Vitacura), D. Magrin (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Itália [INAF Padova]), C. J. A. P. Martins (IA, CAUP), P. F. L. Maxted (Astrophysics Group, Keele University, RU), J. McCormac (Warwick), A. Mehner (ESO Vitacura), G. Micela (INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo, Itália), P. Molaro (INAF Trieste, IFPU Trieste), M. Moyano (Instituto de Astronomía, Universidad Católica del Norte, Antofagasta, Chile), C. A. Murray (Cavendish Laboratory), V. Nascimbeni (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Itália), N. J. Nunes (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Portugal), G. Olofsson (Departamento de Astronomia, Universidade de Estocolmo, Suécia), H. P. Osborn (CSH, Department of Physics e Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, EUA), M. Oshagh (IAC, ULL), R. Ottensamer (Departamento de Astrofísica, Universidade de Viena, Áustria), I. Pagano (INAF, Osservatorio Astrofisico di Catania, Itália), E. Pallé (IAC, ULL), P. P. Pedersen  (Cavendish Laboratory), F. A. Pepe (UNIGE), C.M. Persson (Chalmers), G. Peter (Instituto de Sistemas de Sensores Ópticos, Centro Aeroespacial alemão (DLR), Berlim, Alemanha), G. Piotto (INAF Padova, Dipartimento di Fisica e Astronomia “Galileo Galilei”, Università degli Studi di Padova, Itália), G. Polenta (Centro de Dados de Ciências Espaciais, Roma, Itália), D. Pollacco (Warwick), E. Poretti (Fundación G. Galilei – INAF (Telescopio Nazionale Galileo), La Palma, Espanha, INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, Merate, Itália), F. J. Pozuelos (Liège, STAR), F. Pozuelos (Liège, STAR), D. Queloz (UNIGE, Cavendish Laboratory), R. Ragazzoni (INAF Padova), N. Rando (ESTEC), F. Ratti (ESTEC), H. Rauer (Instituto de Investigação Planetária, DLR), L. Raynard (Leicester), R. Rebolo (IAC, ULL), C. Reimers (Departamento de Astrofísica, Universidade de Viena, Áustria), I. Ribas (Institut de Ciències de l’Espai (ICE, CSIC), Espanha, Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), Barcelona, Espanha), N. C. Santos (IA, Departamento de Física e Astronomia, Universidade do Porto, Portugal), G. Scandariato (INAF, Osservatorio Astrofisico di Catania, Itália), J. Schneider (Observatório de Paris, França), D. Sebastian (School of Physics Astronomy, University of Birmingham, RU [Birmingham]), M. Sestovic (CSH), A. E. Simon (Bern), A. M. S. Smith (Instituto de Investigação Planetária, DLR), S. G. Sousa (IA), A. Sozzetti (INAF Torino), M. Steller (IWF), A. Suárez Mascareño (IAC, ULL), G. M. Szabó (Universidade de ELTE Eötvös Loránd, Observatório Astrofísico de Gothard, Hungria, Grupo de Investigação de Exoplanetas MTA-ELTE, Hungria), D Ségransan (UNIGE), N. Thomas (Bern), S. Thompson (Cavendish Laboratory), R. H. Tilbrook (Leicester), A. Triaud (Birmingham), S. Udry (UNIGE), V. Van Grootel (STAR), H. Venus (Instituto de Sistemas de Sensores Ópticos, DLR), F. Verrecchia (Centro de Dados de Ciências Espaciais, ASI, Roma, Itália, INAF, Osservatorio Astronomico di Roma, Itália), J. I. Vines (Camino El Observatorio 1515, Santiago, Chile), N. A. Walton (Institute of Astronomy, University of Cambridge, RU), R. G. West (Warwick, CEH), P. K. Wheatley (Warwick, CEH), D. Wolter (Instituto de Investigação Planetária, DLR), M. R. Zapatero Osorio (Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), Madrid, Espanha).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infraestruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

eso2102pt — Nota de Imprensa Científica
25 de Janeiro de 2021


5001: Astrónomos descobrem um raro exoplaneta semelhante a Júpiter sem nuvens nem neblina

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Uma equipa de astrónomos norte-americanos descobriram um raro exoplaneta com muitas similaridades a Júpiter, mas sem nuvens nem neblina na atmosfera. Este é o segundo corpo celeste deste tipo observado pelos cientistas.

O corpo celeste WASP-62b encontra-se a 575 anos-luz de distância do nosso planeta. Este astro tem aproximadamente metade da massa de Júpiter.

WASP-62b orbita a sua estrela WASP-62 de classe F

Os exoplanetas livres de nuvens são extremamente raros. Os astrónomos estimam que menos de 7% dos exoplanetas têm atmosferas claras. Por exemplo, o primeiro e único outro exoplaneta conhecido com uma atmosfera límpida, WASP-96b, foi descoberto em 2018.

Os astrónomos acreditam que estudar exoplanetas com atmosferas sem nuvens pode levar a uma melhor compreensão de como estes foram formados.

A sua raridade sugere que está a acontecer algo mais ou que eles formaram-se de uma maneira diferente da maioria dos planetas.

As atmosferas claras também tornam mais fácil estudar a composição química dos planetas, o que pode ajudar a identificar do que um planeta é feito.

Referiu Munazza Alam, astrónomo do Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics.

O planeta agora alvo de investigação, o WASP-62b, foi detectado pela primeira vez em 2012 pela WASP (uma organização académica internacional que realiza buscas automatizadas de planetas extras-solares através do método de trânsito astronómico).

Um exoplaneta que está a 575 anos luz da Terra

O planeta orbita WASP-62 é uma estrela do tipo F localizada a 575 anos-luz de distância na constelação de Dourado. Este mundo alienígena tem cerca de metade da massa de Júpiter e orbita a sua estrela hospedeira uma vez a cada 4,4 dias, a uma distância de 0,06 UA.

Usando o telescópio espacial Hubble da NASA/ESA, Alam e os seus colegas registaram dados e observações do WASP-62b. Para isso, recorreram à espectroscopia, o estudo da radiação electromagnética para ajudar a detectar elementos químicos.

Os astrónomos monitorizaram especificamente o planeta enquanto este passava três vezes na frente da sua estrela hospedeira, oferecendo observações de luz visível, que podem detectar a presença de sódio e potássio na atmosfera de um planeta.

Admito que no começo não estava muito animado com este planeta. Mas assim que comecei a examinar os dados, fiquei animado.

Disse o investigador Munazza Alam.

Embora não houvesse evidência de potássio, a presença de sódio era notavelmente clara. Os investigadores foram capazes de visualizar as linhas de absorção de sódio completas nos seus dados, ou a sua impressão digital completa.

As nuvens ou neblina na atmosfera obscureceriam a assinatura completa do sódio, e os astrónomos normalmente só conseguem perceber pequenos indícios de sua presença.

Esta é a prova definitiva de que estamos a ver uma atmosfera clara.

Concluiu Alam.

O estudo foi publicado no Astrophysical Journal Letters.

Autor: Vítor M.
24 Jan 2021


4977: Raro Planeta “algodão doce” está a intrigar os astrónomos

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A procura constante por respostas leva os astrónomos a novas descobertas, algumas delas que contrariam completamente o conhecimento que se julgava seguro. Por exemplo, existe uma categoria rara de planetas, denominada “superpuff” ou “algodão doce”, que intriga os astrónomos. Isto é, são mundos gigantes, cobertos por um imenso envelope de gases que lhes conferem um tamanho incrível. Contudo, estes pesos plumas têm muito baixa densidade, uma vez que têm núcleos sólidos menores do que os de Júpiter e Saturno, os nossos gigantes gasosos.

Um caso que está a desafiar particularmente a comunidade científica é o exoplaneta gigante WASP-107b.

Exoplaneta gigante que é uma bola de algodão doce

O colossal exoplaneta gigante WASP-107b foi descoberto em 2017. No entanto, os cientistas acabam de descobrir que o WASP-107b tem uma peculiaridade que o torna único dentro do seu já estranho tipo. Assim, percebeu-se que a sua massa é muito inferior ao que se pensava ser necessário para criar a enorme camada de gás que a rodeia.

Esta intrigante descoberta sugere que os planetas gigantes a gás são formados de forma muito mais fácil do que se pensava anteriormente.

Tão grande como Júpiter, mas 10 vezes mais leve

O exoplaneta WASP-107b foi detectado pela primeira vez em 2017 à volta da sua estrela, baptizada de WASP-107. Conforme foi à data catalogada, a estrela está a cerca de 212 anos-luz da Terra na constelação Virgo. Assim, percebeu-se que este exoplaneta está muito próximo da sua estrela, mais de 16 vezes que a Terra está do Sol.

Portanto, este é um astro tão grande como Júpiter, contudo, 10 vezes mais leve. WASP-107b é um dos exoplanetas menos densos conhecidos.

Quem descobriu este peculiar planeta foi a estudante Caroline Piaulet do Instituto de Investigação Exoplanet (iREx) da Universidade de Montreal (UdeM) no Canadá. Ela e a sua equipa utilizaram pela primeira vez as observações WASP-107b obtidas no Observatório Keck no Havai para avaliar a sua massa com maior precisão.

Os investigadores utilizaram o método da velocidade radial, que permite determinar a massa de um planeta através da observação do movimento de oscilação da sua estrela hospedeira pela atracção gravitacional do planeta. Foi assim que concluíram que a densidade deste planeta do tipo “algodão doce” é cerca de um décimo da de Júpiter.

Método da velocidade radial. Quando a estrela se afasta de nós, o seu espectro desloca-se para o vermelho e quando se aproxima, para o azul. Crédito: Las Cumbres Observatory.

Depois de uma análise para determinar a sua estrutura interna mais provável, chegaram à surpreendente conclusão. Afinal a densidade é tão baixa que o planeta deve ter um núcleo sólido que não deverá ser mais do que quatro vezes a massa da Terra.

Assim, isto significa que mais de 85% da sua massa provém da espessa camada de gás que envolve o núcleo. Em comparação, Neptuno, que tem uma massa semelhante ao WASP-107b, tem apenas 5% a 15% da sua massa total na sua camada de gás.

Tínhamos muitas perguntas sobre o WASP-107b. Como poderia um planeta de tão baixa densidade ter-se formado, e como impediu que a sua enorme camada de gás escapasse, especialmente dada a proximidade do planeta à sua estrela? Isto levou-nos a realizar uma análise mais profunda para determinar a sua história de formação.

Disse Caroline Piaulet.

Um gigante do gás em concepção

Os planetas formam-se no disco de poeiras e gás que envolve uma estrela jovem, chamado disco protoplanetário. Os modelos clássicos de formação de planeta gigante a gás baseiam-se no que sabemos de Júpiter e Saturno. Estas teorias afirmam que é preciso um núcleo sólido pelo menos 10 vezes mais maciço do que a Terra para acumular uma grande quantidade de gás antes do disco se dissipar, porque sem ele não seria possível acumular e reter estes grandes projécteis de gás.

Então como explica a existência do WASP-107b?

A professora da Universidade McGill Eve Lee, uma especialista mundial em planetas como o WASP-107b, tem uma hipótese.

Para o WASP-107b, o cenário mais plausível é que o planeta se formou longe da estrela, onde o gás no disco é suficientemente frio para que a acumulação de gás possa ocorrer muito rapidamente. Mais tarde, o planeta pode ter migrado para a sua posição actual, quer através de interacções com o disco, quer com outros planetas do sistema.

Um segundo planeta de algodão doce: WASP-107c

As observações desta investigação levaram também a uma descoberta adicional que seria fundamental para a teoria da investigadora. Segundo ela, deverá existir um segundo planeta, o WASP-107c. Este terá uma massa de cerca de um terço da de Júpiter, consideravelmente maior do que a de WASP-107b.

Este novo planeta está muito mais longe da estrela central. Conforme refere o estudo, este precisa de três anos para completar uma órbita à sua volta, enquanto o WASP-107b leva 5,7 dias. Além disso, os astrónomos descobriram que tem uma órbita muito excêntrica, o que significa que a sua trajectória em torno da sua estrela é mais oval do que circular.

Para além da história da sua formação, existem ainda muitos mistérios em torno do WASP-107b. Estudos da atmosfera do planeta com o Telescópio Espacial Hubble publicados em 2018 revelaram uma surpresa: contém muito pouco metano.

Além disso, sabe-se também que devido à sua densidade ser tão pequena, não consegue reter a sua atmosfera, que é lenta, mas inexoravelmente “arrancada” pelas interacções com a sua própria estrela-mãe. Os cientistas calcularam que o WASP-107b perde entre 0,1 e 0,4% da sua massa a cada mil milhões de anos, e que a maior parte dessa massa perdida é projectada para o seu lado nocturno. Então, esse fenómeno leva à formação de uma enorme cauda que é três a cinco vezes maior do que o próprio planeta, o que levou ao seu apelido de “super-cometa”.

Portanto, para já não haverá muito mais que se possa apurar. Contudo, com o lançamento do telescópio espacial James Webb, os astrónomos acreditaram que serão capazes de obter mais informação para resolver os enigmas que estes planetas “de algodão doce” ainda contêm.

O estudo foi publicado no Astronomical Journal.

Pplware
Autor: Vítor M.
20 Jan 2021


4971: Investigação planetária encontra mundo em sistema triplo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta ilustração mostra o planeta KOI-5Ab a transitar uma estrela semelhante ao Sol, parte de um sistema estelar triplo localizado a 1800 anos-luz de distância na direcção da constelação de Cisne.
Crédito: Caltech/R. Hurt (IPAC)

Pouco depois da missão Kepler da NASA ter começado operações em 2009, o telescópio espacial avistou o que se pensava ser um planeta com metade do tamanho de Saturno num sistema estelar múltiplo. KOI-5Ab foi apenas o segundo candidato a planeta a ser encontrado pela missão e, por mais excitante que fosse na época, acabou sendo posto de lado enquanto o Kepler acumulava cada vez mais descobertas exoplanetárias.

No final das operações da missão, em 2018, o Kepler havia descoberto uns colossais 2.394 exoplanetas, planetas que orbitam outras estrelas que não o Sol, e 2.366 candidatos a exoplanetas adicionais que ainda precisavam de confirmação.

“KOI-5Ab foi abandonado porque era complicado e tínhamos milhares de candidatos,” disse David Ciardi, cientista-chefe do NExScI (NASA Exoplanet Science Institute). “Havia escolhas mais fáceis do que KOI-5Ab e estávamos a aprender algo novo com o Kepler todos os dias, de modo que KOI-5 foi praticamente esquecido.”

Agora, após uma longa caça que durou muitos anos e envolveu muitos telescópios, Ciardi disse que “ressuscitou KOI-5Ab dos mortos”. Graças a novas observações com a segunda missão de caça exoplanetária da NASA, o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), e com uma série de telescópios terrestres, Ciardi foi finalmente capaz de desvendar todas as evidências em torno de KOI-5Ab e de provar a sua existência. Existem alguns detalhes intrigantes a ponderar sobre este planeta.

Muito provavelmente um planeta gigante gasoso como Júpiter ou Saturno no nosso Sistema Solar, tendo em conta o seu tamanho, KOI-5Ab é invulgar porque orbita uma estrela num sistema com outras duas estrelas companheiras, vagueando num plano que está desalinhado com pelo menos uma das estrelas. O arranjo questiona como cada membro neste sistema se formou a partir das mesmas nuvens rodopiantes de gás e poeira. Ciardi, do Caltech em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia, apresentou os seus achados numa reunião virtual da Sociedade Astronómica Americana.

“Não sabemos de muitos planetas que existem em sistemas estelares triplos, e este é muito especial porque a sua órbita é enviesada,” disse Ciardi. “Ainda temos muitas dúvidas sobre como e quando os planetas se formam em sistemas estelares múltiplos e como as suas propriedades se comparam a planetas em sistemas com uma estrela. Ao estudar este sistema em mais detalhe, talvez possamos obter uma visão de como o Universo produz planetas.”

Pegando nas pistas

Após a sua detecção inicial pelo Kepler, Ciardi e outros investigadores pegaram nas pistas de KOI-5Ab como parte de uma cache de candidatos a exoplaneta que estavam a acompanhar. Usando dados do Observatório W. M. Keck no Hawaii, do Observatório Palomar do Caltech perto de San Diego, e do Gemini Norte no Hawaii, Ciardi e outros astrónomos determinaram que KOI-5Ab parecia estar a orbitar uma estrela num sistema estelar triplo. No entanto, ainda não conseguiam descobrir se o sinal do planeta era na verdade uma falha errónea de uma das outras duas estrelas ou, caso o planeta fosse real, qual das estrelas orbitava.

Então, em 2018, surgiu o TESS. Tal como o Kepler, o TESS procura o “piscar” da luz estelar produzido pelo trânsito de um exoplaneta, isto é, quando este passa em frente da sua estrela hospedeira a partir do ponto de vista do Sistema Solar. O TESS observou uma parte do campo de visão do Kepler, incluindo o sistema KOI-5. Bem dito, bem feito: o TESS também identificou KOI-5Ab como um candidato a exoplaneta, embora o TESS o denomine TOI-1241b. Assim como o Kepler havia observado anteriormente, o TESS descobriu que o planeta completava uma órbita em torno da sua estrela aproximadamente a cada cinco dias.

“Pensei comigo mesmo, ‘Eu lembro-me deste alvo,'” observou Ciardi, depois de ver os dados do TESS. “Mas ainda não era possível determinar definitivamente se o planeta era real ou se o ‘blip’ nos dados vinha de outra estrela no sistema – podia ser uma quarta estrela.”

Pistas nas oscilações

Ele voltou então a reanalisar todos os dados, e procurou novas pistas com telescópios terrestres. Utilizando uma técnica alternativa à do Kepler e do TESS, o Observatório Keck é frequentemente usado para observações de acompanhamento de exoplanetas, medindo a leve oscilação numa estrela enquanto um planeta orbita em seu redor e exerce um puxão gravitacional. Ciardi, em parceria com outros cientistas por meio de um grupo de colaboração de exoplanetas chamado CPS (California Planet Search), procurou quaisquer oscilações no sistema KOI-5 nos dados do Keck. Eles foram capazes de distinguir uma oscilação produzida pela companheira estelar interna que orbita a estrela primária da oscilação do planeta aparente enquanto orbita a estrela primária. Juntas, as diferentes colecções de dados dos telescópios espaciais e terrestres ajudaram a confirmar que KOI-5Ab é, de facto, um planeta que orbita a estrela primária.

“Bingo – lá estava ele! Se não fosse o TESS ter observado o planeta novamente, nunca teria voltado e feito todo este trabalho de detective,” explicou. “Mas realmente foi necessária muita investigação nos dados recolhidos de muitos telescópios diferentes para finalmente acertar neste planeta.”

KOI-5Ab orbita a Estrela A, que tem uma companheira relativamente íntima, a Estrela B. A Estrela A e a Estrela B orbitam-se uma à outra a cada 30 anos. Uma terceira estrela ligada gravitacionalmente, a Estrela C, orbita as estrelas A e B a cada 400 anos.

Uma órbita inclinada

Os dados combinados também revelam que o plano orbital do planeta não está alinhado com o plano orbital da Estrela B, a segunda estrela interna, como seria de esperar caso as estrelas e os planetas fossem todos formados a partir do mesmo disco de material circundante. Os astrónomos não têm a certeza do que provocou o desalinhamento de KOI-5Ab, mas pensam que a segunda estrela “chutou” gravitacionalmente o planeta durante o seu desenvolvimento, inclinando a sua órbita e fazendo com que migre para dentro. Os sistemas estelares triplos constituem cerca de 10% de todos os sistemas estelares.

Esta não é a primeira evidência de planetas em sistemas duplos ou triplos. Um caso notável envolve o sistema estelar triplo GW Orionis, no qual um disco de formação planetária foi dividido em anéis distintos e desalinhados, onde os planetas podem estar a ser formados. No entanto, apesar de centenas de descobertas de planetas em sistemas estelares múltiplos, são quantitativamente muito menos comuns do que planetas em sistemas com uma única estrela. Isto pode ser devido a um viés observacional (planetas com única estrela são mais fáceis de detectar), ou porque a formação de planetas é de facto menos comum em sistemas estelares múltiplos.

“Esta investigação enfatiza a importância da frota completa de telescópios espaciais da NASA e a sua sinergia com sistemas terrestres,” disse Jessie Dotson, cientista do projecto Kepler no Centro de Pesquisa Ames da NASA em Silicon Valley, Califórnia. “Descobertas como esta podem levar muito tempo.”

Instrumentos novos e futuros, como o PARVI (Palomar Radial Velocity Instrument), acoplado ao Telescópio Hale de 200 polegadas em Palomar, como o instrumento NEID (NN-EXPLORE Exoplanet Investigations with Doppler spectroscopy) da NASA e da NSF no sul do Arizona, e como o KPF (Keck Planet Finder), vão abrir novos caminhos para aprender mais sobre exoplanetas.

Astronomia On-line
19 de Janeiro de 2021


4829: Cientistas detectam possível emissão de rádio de um exoplaneta

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Nesta impressão de artista do exoplaneta Tau Boötis b, as linhas representam o campo magnético invisível que protege o Júpiter quente do vento solar.
Crédito: Jack Madden/Universidade de Cornell

Ao monitorizar o cosmos com um conjunto de radiotelescópios, uma equipa internacional de cientistas detectou surtos de rádio emanados da direcção da constelação de Boieiro – que poderão ser as primeiras emissões de rádio recolhidas de um planeta para lá do nosso Sistema Solar.

A equipa, liderada pelo investigador pós-doutorado de Cornell, Jake D. Turner, por Philippe Zarka do Observatório de Paris e por Jean-Mathias Griessmeier da Universidade de Orleães, publicou as suas descobertas na edição de 16 de Dezembro da revista Astronomy & Astrophysics.

“Apresentamos uma das primeiras pistas da detecção de um exoplaneta no rádio,” disse Turner. “O sinal vem do sistema Tau Boötis, que contém uma estrela binária e um exoplaneta. Defendemos o caso de uma emissão do próprio planeta. Pela força e polarização do sinal de rádio e do campo magnético do planeta, é compatível com as previsões teóricas.”

Entre os co-autores está o orientador de pós-doutoramento de Turner, Ray Jayawardhana, reitor do Colégio de Artes e Ciências de Cornell e professor de astronomia.

“Se confirmado por meio de observações de acompanhamento,” disse Jayawardhana, “esta detecção no rádio abre uma nova janela para exoplanetas, dando-nos uma nova maneira de examinar mundos alienígenas que estão a dezenas de anos-luz de distância.”

Usando o LOFAR (Low Frequency Array), um radiotelescópio nos Países Baixos, Turner e colegas descobriram surtos de emissão de um sistema estelar que hospeda um Júpiter quente, um planeta gigante gasoso que está muito perto da sua estrela. O grupo também observou outros potenciais candidatos exoplanetários à emissão de rádio nos sistemas 55 Cancri (na constelação de Caranguejo) e Upsilon Andromedae. Apenas o sistema exoplanetário de Tau Boötis – a cerca de 51 anos-luz de distância – exibiu uma assinatura significativa no rádio, uma potencial janela única no que toca ao campo magnético do planeta.

A observação do campo magnético de um exoplaneta ajuda os astrónomos a decifrar as propriedades internas e atmosféricas, bem como a física das interacções estrela-planeta, explicou Turner, membro do Instituto Carl Sagan de Cornell.

O campo magnético da Terra protege o nosso planeta dos perigos do vento solar, mantendo o planeta habitável. “O campo magnético de exoplanetas semelhantes à Terra pode contribuir para a sua possível habitabilidade,” acrescentou Turner, “protegendo as suas próprias atmosferas do vento solar e dos raios cósmicos, e protegendo o planeta da perda atmosférica.”

Há dois anos, Turner e colegas examinaram a emissão de rádio de Júpiter e escalaram essas emissões para imitar as possíveis assinaturas de um exoplaneta distante semelhante a Júpiter. Esses resultados tornaram-se o modelo para a investigação da emissão de rádio de exoplanetas situados a 40-100 anos-luz de distância.

Depois de se debruçarem sobre quase 100 horas de observações de rádio, o encontrar a assinatura esperada do Júpiter quente no sistema Tau Boötis. “Aprendemos com o nosso próprio Júpiter como é este tipo de detecção. Fomos procurá-lo e encontrámo-lo,” disse Turner.

A assinatura, porém, é fraca. “Resta alguma incerteza de que o sinal de rádio detectado seja do planeta. A necessidade de observações de acompanhamento é crítica,” realçou.

Turner e a sua equipa já começaram uma campanha usando vários radiotelescópios para acompanhar o sinal de Tau Boötis.

Astronomia On-line
18 de Dezembro de 2020


4819: Um dos exoplanetas mais negros da nossa galáxia está a caminho de uma morte impetuosa

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

(dr) NASA / ESA / G. Bacon (STScI)
Impressão artística do exoplaneta WASP-12b

A 1.410 anos-luz da Terra, o ultra-negro WASP-12b está numa órbita cada vez mais perigosa. Novas pesquisas sugerem que a decadência visível é mais rápida do que a apontada por estimativas anteriores.

O WASP-12b é um dos exoplanetas mais interessantes que os cientistas conhecem: orbita uma estrela anã amarela um pouco maior do que o Sol, a 1.410 anos-luz de distância, e é conhecido como “Júpiter quente” – um exoplaneta gigante gasoso com massa e tamanho semelhantes a Júpiter, mas muito próximo da estrela.

De acordo com o Science Alert, este planeta ultra-negro nunca esteve numa posição segura. O seu período orbital é de pouco mais de 24 horas, e, como se encontra tão perto da sua estrela, perde constantemente matéria da sua atmosfera.

Um novo artigo, aceite para publicação no The Astronomical Journal e disponível no arXiv, refere que a sua órbita está a deteriorar-se mais rápido do que os cientistas calcularam inicialmente: estimava-se que o exoplaneta seria destruído em 3,25 milhões de anos, mas as estimativas ajustadas apontam que o seu fim chegará em 2,9 milhões de anos.

Os júpiteres quentes tecnicamente não deveriam existir, principalmente se se tiver em conta os modelos actuais de formação estelar. Um gigante gasoso não se pode formar tão perto de uma estrela porque a gravidade, a radiação e os ventos estelares intensos deveriam impedir o gás de se aglutinar. No entanto, já foram identificadas várias centenas destes planetas.

WASP-12b é um dos júpiteres quentes mais próximos da sua estrela, e tem sido um bom exemplo para analisar as interacções de marés.

Mas este exoplaneta tem outras características curiosas: o WASP-12b é opticamente muito escuro, sendo que absorve 94% de toda a luz que incide sobre ele, o que o torna mais negro do que o asfalto. Os astrónomos acreditam que é por esse motivo que o planeta é muito quente – no seu lado diurno, as temperaturas chegam a 2.600 graus Celsius.

ZAP //

Por ZAP
16 Dezembro, 2020


Hubble identifica estranho exoplaneta que se comporta como o tão procurado “Planeta Nove”

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Este exoplaneta com 11 vezes a massa de Júpiter, chamado HD 106906 b, ocupa uma órbita invulgar em torno de uma estrela dupla a 336 anos-luz de distância e pode estar a fornecer pistas para algo muito mais perto de casa: um membro distante e hipotético do nosso Sistema Solar, apelidado “Planeta Nove”. Esta é a primeira vez que os astrónomos foram capazes de medir o movimento de um massivo planeta parecido com Júpiter que orbita muito longe das suas estrelas-mãe e do visível disco de detritos.
Crédito: ESA/Hubble, M. Kornmesser

O exoplaneta HD 106906 b, com 11 vezes a massa de Júpiter, ocupa uma órbita improvável em torno de uma estrela dupla a 336 anos-luz de distância e pode estar a fornecer pistas para algo que pode estar muito mais perto de casa: um membro distante hipotético do nosso sistema Solar apelidado de “Planeta Nove”. Esta é a primeira vez que os astrónomos foram capazes de medir o movimento de um enorme planeta semelhante a Júpiter que está a orbitar muito longe das suas estrelas hospedeiras e do disco visível de detritos.

O exoplaneta HD 106906 b foi descoberto em 2013 com os Telescópios Magalhães no Observatório de Las Campanas, no deserto do Atacama, Chile. No entanto, os astrónomos não sabiam nada sobre a órbita do planeta. Isto exigia algo que apenas o Telescópio Espacial Hubble podia fazer: recolher medições muito precisas do movimento do vagabundo ao longo de 14 anos com uma exactidão extraordinária.

O exoplaneta reside extremamente longe do seu par de estrelas jovens e brilhantes – mais de 730 vezes a distância da Terra ao Sol. Esta enorme separação tornou um desafio a determinação da órbita de 15.000 anos num período de tempo tão curto de observações do Hubble. O planeta desloca-se muito lentamente ao longo da sua órbita, devido à fraca atracção gravitacional das suas distantes estrelas-mãe.

A equipa do Hubble por trás deste novo resultado ficou surpresa ao descobrir que o mundo remoto tem uma órbita extrema que é muito inclinada, alongada e externa a um disco de detritos empoeirado que rodeia as estrelas gémeas do exoplaneta. O disco de destroços propriamente dito é deveras extraordinário, talvez devido ao puxo gravitacional do planeta rebelde. Este estudo foi realizado por Meiji Nguyen da Universidade da Califórnia, Berkeley, EUA.

“Para explicar porque é que isto é estranho, podemos apenas olhar para o nosso próprio Sistema Solar e ver que todos os planetas estão aproximadamente no mesmo plano”, explicou Nguyen. “Seria bizarro se, digamos, Júpiter tivesse uma inclinação de 30 graus em relação ao plano em que todos os outros planetas orbitam. Isto levanta muitas questões sobre como HD 106906 b acabou tão longe numa órbita tão inclinada.”

A teoria prevalecente para explicar como o exoplaneta chegou a uma órbita tão distante e estranhamente inclinada é que se formou muito mais perto das suas estrelas, cerca de três vezes a distância Terra-Sol. No entanto, o arrasto dentro do disco de gás do sistema fez com que a órbita do planeta decaísse, forçando-o a emigrar para dentro em direcção às suas hospedeiras estelares. As forças gravitacionais das estrelas gémeas giratórias então “chutaram-no” para uma órbita excêntrica que quase o jogou para fora do sistema e para o vazio do espaço interestelar. De seguida, uma estrela passou muito perto deste sistema, estabilizando a órbita do exoplaneta e impedindo-o de deixar o seu sistema natal. As estrelas rasantes candidatas já foram previamente identificadas usando medições precisas de distância e movimento do satélite Gaia da ESA.

Este cenário para explicar a bizarra órbita de HD 106906 b é semelhante em alguns aspectos ao que pode ter feito com que o hipotético Planeta Nove alcançasse os confins do nosso próprio Sistema Solar, para lá da Cintura de Kuiper. O Planeta Nove pode ter sido formado no Sistema Solar interior e depois expulso por interacções com Júpiter. No entanto, Júpiter provavelmente teria lançado o Planeta Nove muito além de Plutão. As estrelas passageiras podem ter estabilizado a órbita do planeta expulso, empurrando o percurso da órbita para longe de Júpiter e dos outros planetas do Sistema Solar interior.

“É como se tivéssemos uma máquina do tempo para o nosso próprio Sistema Solar, andando 4,6 mil milhões para o passado, para ver o que pode ter acontecido quando o nosso jovem Sistema Solar estava dinamicamente activo e tudo estava a ser empurrado e reorganizado,” explicou o membro da equipa Paul Kalas da Universidade da Califórnia, Berkeley.

Até à data, os astrónomos têm apenas evidências circunstanciais da existência do Planeta Nove. Eles encontraram um aglomerado de pequenos corpos celestes para lá de Neptuno que se movem em órbitas invulgares em comparação com o resto do Sistema Solar. Esta configuração, pensam alguns astrónomos, sugere que estes objectos foram agrupados pela interacção gravitacional de um enorme planeta invisível. Uma hipótese alternativa diz que não existe um único perturbador gigante, mas ao invés o desequilíbrio é devido à influência gravitacional combinada de objectos muito mais pequenos.

“Apesar da não-detecção do Planeta Nove até à data, a órbita do planeta pode ser inferida com base no seu efeito sobre os vários objectos do Sistema Solar exterior,” explicou o membro da equipa Robert De Rosa do ESO em Santiago, Chile, que liderou a análise do estudo. “Isto sugere que se um planeta fosse realmente responsável pelo que observamos nas órbitas dos objectos transneptunianos, deverá ter uma órbita excêntrica inclinada em relação ao plano do Sistema Solar. Esta previsão da órbita do Planeta Nove é semelhante ao que vemos com HD 106906 b.”

Os cientistas que vão usar o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA planeiam obter dados adicionais para HD 106906 b a fim de melhor entender o sistema deste planeta. Os astrónomos querem saber onde e como o planeta se formou e se este tem o seu próprio sistema de detritos em órbita, entre outras questões.

“Ainda há muitas questões em aberto sobre este sistema,” acrescentou De Rosa. “Por exemplo, não sabemos de forma conclusiva onde ou como o planeta se formou. Embora tenhamos feito a primeira medição do movimento orbital, ainda existem grandes incertezas no que toca aos vários parâmetros orbitais. É provável que tanto os observadores como os teóricos estudem HD 106906 nos próximos anos, desvendando os muitos mistérios deste notável sistema planetário.

Astronomia On-line
15 de Dezembro de 2020


4639: Novo modelo mostra onde encontrar exoplanetas usando apenas 4 variáveis

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Tim Jones / Flickr
Representação artística de Tau Ceti.

Um novo modelo mostra aos astrónomos onde procurar por exoplanetas usando apenas quatro simples variáveis. Os investigadores dizem que o modelo já está a guiar a procura por mundos ocultos.

A apenas 12 anos-luz da Terra, Tau Ceti é a estrela mais próxima semelhante ao Sol e a favorita de todos os tempos nas histórias de ficção científica. Mundos habitáveis a orbitar Tau Ceti eram destinos de naves fictícias como Nauvoo de The Expanse e a nave de Barbarella.

O capitão Picard de Star Trek também frequentava um bar exótico no sistema. Agora, graças a uma nova abordagem para analisar sistemas planetários próximos, os cientistas têm uma compreensão mais profunda dos mundos reais que orbitam Tau Ceti e muitas outras estrelas próximas.

Exoplanetas – mundos ao redor de outras estrelas – há muito tempo são a base da ficção científica, mas permaneciam inacessíveis a investigações científicas. Tudo isto mudou na última década, quando os telescópios espaciais de caçadores de exoplanetas Kepler e TESS da NASA adicionaram milhares de novos planetas à pequena contagem de mundos alienígenas.

Astrofísicos e investigadores de exoplanetas do Observatório e Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, e membros da rede de coordenação de pesquisa de exoplanetas NExSS da NASA, há muito que se fascinam pelos segredos que os sistemas planetários inexplorados podem esconder.

Agora, desenvolveram uma nova maneira de saber se existem planetas ainda não descobertos nestes sistemas. Os cientistas perceberam que, combinando o que se sabe sobre um determinado sistema planetário com regras estatísticas simples, pode-se prever onde os planetas ainda não detectados podem residir e quão grandes podem ser.

A nova análise pode guiar descobertas de novos planetas, ajudar a completar mapas de sistemas planetários na vizinhança solar e informar investigações futuras por vida.

O modelo Dinamite

O modelo foi apelidado de “Dinamite” e combina quatro ingredientes para prever mundos ocultos. Primeiro, o Dinamite considera as localizações e tamanhos de todos os planetas actualmente conhecidos num determinado sistema. Regra geral, quanto mais planetas forem conhecidos no sistema, mais fácil será prever se algum está a faltar.

A segunda consideração é saber que os planetas têm maior probabilidade de estar mais próximos da estrela do que mais distantes. Dinamite usa uma descrição matemática – construída através de estudos estatísticos de milhares de exoplanetas conhecidos – de quão longe os seus planetas estelares podem estar.

Embora os planetas provavelmente estejam mais próximos das suas estrelas hospedeiras, eles não podem estar todos juntos. Todos os planetas atraem-se por meio da gravidade, que é muito mais forte quando os planetas estão mais próximos.

Assim, os planetas que estão muito próximos vão distorcer as órbitas uns dos outros, muitas vezes levando a interacções caóticas e até mesmo a ejecção de um dos planetas dos seus sistemas de nascimento. Este critério de estabilidade é o terceiro elemento importante que o Dinamite usa para prever a arquitectura do sistema planetário.

O quarto componente é um padrão matemático no comprimento das órbitas de planetas adjacentes. Juntando tudo, Dinamite tenta construir modelos de sistemas planetários que são semelhantes aos sistemas planetários reais, com uma colecção compacta e estável de planetas a orbitar as suas estrelas hospedeiras.

Para testar o Dinamite, os cientistas deram alguns sistemas multi-planetários conhecidos com uma pequena diferença: em cada sistema, esconderam um ou dois dos planetas conhecidos do algoritmo.

Nos casos testados, o Dinamite previu com sucesso se um ou dois planetas estavam a faltar e onde esses planetas poderiam estar, e conseguiu até mesmo adivinhar os seus tamanhos correctamente.

De momento, o Dinamite pode ser testado apenas em sistemas com órbitas planetárias semelhantes à da Terra ou menores. Isto acontece porque não há dados sobre os sistemas planetários externos. Mais dados vão permitir que as quatro regras do Dinamite para a construção de um sistema planetário sejam refinadas e as suas previsões melhoradas.

Ainda assim, as previsões para mais de 50 sistemas planetários parcialmente explorados, descobertos pelo telescópio espacial TESS da NASA, já estão a guiar a procura por mundos ocultos.

À procura por vida em sistemas próximos

Os planetas mais empolgantes para prever e caçar serão os mais próximos de nós – os mundos que provavelmente visaremos em futuras buscas por assinaturas de vida extraterrestre.

Num novo estudo publicado recentemente na revista científica Earth and Planetary Astrophysics, os cientistas aplicaram o Dinamite ao sistema Tau Ceti parcialmente explorado, onde quatro planetas já são conhecidos. Sinais fracos indicando a presença potencial de vários outros candidatos a planetas também foram relatados, mas a sua presença não foi verificada.

Com base neste novo modelo, os investigadores preveem que três dos candidatos a planetas são planetas reais. Além disso, preveem que existe outro mundo, ainda invisível. Este novo planeta, a que chamaram de Tau Ceti PxP-4, é particularmente entusiasmante porque está dentro da zona temperada de Tau Ceti – a região ao redor da estrela onde um planeta semelhante à Terra seria habitável.

A análise mostra que PxP-4 pode ser um planeta gasoso, semelhante ao nosso Neptuno, mas menor e mais quente. Os cientistas descobriram, no entanto, que PxP-4 é mais provável que seja um planeta rochoso, embora maior que a Terra.

Este mundo pode ser detectado nos próximos anos com os mais novos instrumentos de caça a planetas e, se confirmado, seria um alvo principal para futuras buscas de vida. E, talvez, um dia no futuro distante, o PxP-4 de Tau Ceti possa até ser o lar de um bar exótico popular entre os oficiais da Starfleet.

Por ZAP
12 Novembro, 2020


4610: Previsão meteorológica para planeta de lava: ventos supersónicos e chuva de rochas

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista do planeta de lava K2-141b. No centro da grande região iluminada está um oceano de rocha derretida sobreposta por uma atmosfera de vapor de rocha. Os ventos supersónicos sopram para o lado mais frio e nocturno, condensando-se em precipitação de rochas e neve, que lentamente se deslocam para a região mais quente do oceano de magma.
Crédito: Julie Roussy, Universidade McGill e Getty Images

Entre os planetas mais extremos descobertos para lá do nosso Sistema Solar, estão os planetas de lava: mundos escaldantes que orbitam tão perto da sua estrela hospedeira que algumas regiões são provavelmente oceanos de lava derretida. De acordo com cientistas da Universidade McGill, da Universidade de York e do IISER (Indian Institute of Science Education and Research), a atmosfera e o ciclo climático de pelo menos um destes exoplanetas são ainda mais estranhos, com evaporação e precipitação de rochas, ventos supersónicos que atingem mais de 5000 km/h e um oceano de magma com 100 km de profundidade.

Num estudo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, os cientistas usam simulações de computador para prever as condições em K2-141b, um exoplaneta do tamanho da Terra com uma superfície, oceano e atmosfera compostos dos mesmos ingredientes: rochas. A meteorologia extrema, prevista na sua análise, pode mudar permanentemente a superfície e atmosfera de K2-141b ao longo do tempo.

“O estudo é o primeiro a fazer previsões sobre as condições climáticas em K2-141b que podem ser detectadas a centenas de anos-luz de distância com telescópios de próxima geração, como o Telescópio Espacial James Webb,” diz o autor principal Giang Nguyen, estudante de doutoramento na Universidade de York que trabalhou, neste estudo, sob a supervisão do professor Nicolas Cowan da Universidade McGill.

Dois-terços do exoplaneta enfrentam um dia sem fim

Ao analisar o padrão de iluminação do exoplaneta, a equipa descobriu que em cerca de dois-terços de K2-141b é dia perpétuo – em vez do ciclo dia-noite a que estamos habituados na Terra. K2-141b pertence a um subconjunto de planetas rochosos que orbitam muito perto da sua estrela. Esta proximidade mantém o exoplaneta gravitacionalmente bloqueado, o que significa que o mesmo lado está sempre voltado para a estrela.

O lado nocturno sofre temperaturas frias abaixo dos -200º C. O lado diurno do exoplaneta, com uns estimados 3000º C, é quente o suficiente não apenas para derreter rochas, mas também para as vaporizar, criando em algumas áreas uma atmosfera fina. “Os nossos achados provavelmente indicam que a atmosfera se estende um pouco além da costa do oceano de magma, facilitando a localização com telescópios espaciais,” diz o professor Nicolas Cowan, do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade McGill.

Tal como o ciclo da água da Terra, mas com rochas

Notavelmente, a atmosfera de vapor de rocha criada pelo calor extremo sofre precipitação. Assim como o ciclo da água na Terra, onde a água evapora, sobe para a atmosfera, condensa-se e cai de volta como chuva, o mesmo ocorre com o sódio, monóxido de silício e dióxido de silício em K2-141b. Na Terra, a chuva regressa aos oceanos, onde evapora mais uma vez e o ciclo da água se repete. Em K2-141b, o vapor mineral formado pela rocha evaporada é varrida para o frio lado nocturno pelos ventos supersónicos e as rochas “chovem” de volta para o oceano de magma. As correntes resultantes deslocam-se de volta para o lado diurno infernal do exoplaneta, onde a rocha é evaporada mais uma vez.

Ainda assim, o ciclo de K2-141b não é tão estável quanto o da Terra, dizem os cientistas. O fluxo de retorno do oceano de magma para o lado diurno é lento e, como resultado, preveem que a composição mineral mudará com o tempo – eventualmente modificando a própria superfície e atmosfera de K2-141b.

“Todos os planetas rochosos – incluindo a Terra-, começaram como mundos de lava, mas rapidamente arrefeceram e solidificaram. Os planetas de lava dão-nos um raro vislumbre deste estágio da evolução planetária”, disse o professor Cowan.

Os cientistas dizem que o próximo passo será testar se estas previsões estão corretas. A equipa tem agora dados do Telescópio Espacial Spitzer que deverão dar-lhes um primeiro vislumbre das temperaturas diurnas e nocturnas do exoplaneta. Com o lançamento do Telescópio Espacial James Webb, previsto para 2021, serão capazes de verificar se a atmosfera se comporta como previsto.

Astronomia On-line
6 de Novembro de 2020


4593: Cerca de metade das estrelas parecidas com o Sol podem hospedar planetas rochosos e potencialmente habitáveis

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de Kepler-186f, o primeiro planeta do tamanho da Terra validado, em órbita de uma estrela distante, na sua zona habitável.
Crédito: NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

Desde que os astrónomos confirmaram a presença de planetas para lá do nosso Sistema Solar, chamados exoplanetas, que a humanidade se pergunta quantos podem abrigar vida. Agora, estamos um pouco mais perto de encontrar a resposta. De acordo com uma nova investigação usando dados da missão Kepler da NASA, cerca de metade das estrelas semelhantes em temperatura com o nosso Sol podem ter um planeta rochoso capaz de suportar água líquida à sua superfície.

A nossa Galáxia possui cerca de 300 milhões destes mundos potencialmente habitáveis, com base nos resultados de um estudo divulgado a semana passada e que será publicado na revista The Astronomical Journal. Alguns destes exoplanetas podem até ser nossos vizinhos interestelares, com quatro potencialmente a 30 anos-luz do nosso Sol e o mais próximo provavelmente a cerca de 20 anos-luz.

Esta investigação ajuda-nos a entender o potencial destes planetas em ter os elementos para sustentar a vida. Esta é uma parte essencial da astrobiologia, o estudo das origens e do futuro da vida no nosso Universo.

O estudo é da autoria de cientistas da NASA que trabalharam na missão Kepler ao lado de colaboradores de todo o mundo. A NASA reformou o telescópio espacial em 2018, depois de ter ficado sem combustível. Nove anos de observações do telescópio revelaram que existem milhares de milhões de planetas na nossa Galáxia – mais planetas do que estrelas.

“O Kepler já nos disse que existem milhares de milhões de planetas, mas agora sabemos que uma boa parte desses planetas podem ser rochosos e habitáveis,” disse o autor principal Steve Bryson, investigador do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Silicon Valley, no estado norte-americano da Califórnia. “Embora este resultado esteja longe de ser um valor final, e a água à superfície de um planeta seja apenas um dos muitos factores que sustentam a vida, é extremamente emocionante calcular que estes mundos são tão comuns com tanta confiança e precisão.”

Para fins de cálculo desta taxa de ocorrência, a equipa analisou exoplanetas com raios entre 0,5 e 1,5 vezes o da Terra, focando-se em planetas que são provavelmente rochosos. Também se debruçaram em estrelas semelhantes ao nosso Sol em idade e temperatura, com uma diferença (mais quentes ou mais frias) de 800º C.

Trata-se de uma ampla gama de estrelas diferentes, cada uma com as suas próprias propriedades particulares, influenciando se os planetas rochosos em órbita são capazes de suportar água líquida. Estas complexidades são, em parte, o motivo pelo qual é tão difícil calcular quantos planetas potencialmente habitáveis existem, especialmente quando até os nossos telescópios mais poderosos mal conseguem detectar estes planetas pequenos. É por isso que a equipa de investigação adoptou uma nova abordagem.

Repensando como identificar a habitabilidade

Esta nova descoberta é um passo significativo em direcção à missão original do Kepler de entender quantos mundos potencialmente habitáveis existem na nossa Galáxia. Estimativas anteriores da frequência, também conhecida como taxa de ocorrência, de tais planetas ignoravam a relação entre a temperatura das estrelas e os tipos de luz emitidos pela estrela e absorvidos pelo planeta.

A nova análise é responsável por estas relações e fornece uma compreensão mais completa de se um determinado planeta pode ser capaz ou não de suportar água líquida e, potencialmente, vida. Esta abordagem é possível combinando o conjunto final de dados do Kepler de sinais planetários com dados sobre a produção energética de cada estrela recolhidos pela missão Gaia da ESA.

“Sempre soubemos que para definir a habitabilidade simplesmente em termos da distância física de um planeta a uma estrela, para que não fosse muito quente ou frio, tínhamos que fazer muitas suposições,” disse Ravi Kopparapu, autor do artigo e cientista do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, EUA. “Os dados estelares do Gaia permitiram-nos olhar para estes planetas e para as suas estrelas de uma maneira totalmente nova.”

O Gaia forneceu informações sobre a quantidade de energia que cai num planeta da estrela com base no fluxo estelar, ou a quantidade total de energia que é emitida numa determinada área durante um determinado espaço de tempo. Isto permitiu que os cientistas abordassem a sua análise de uma forma que reconheceu a diversidade das estrelas e sistemas solares na nossa Galáxia.

“Nem todas as estrelas são iguais,” disse Kopparapu. “E nem todos os planetas.”

Embora o efeito exacto ainda esteja a ser investigado, a atmosfera de um planeta também entra no cálculo da quantidade de luz necessária para permitir água líquida à superfície. Usando uma estimativa conservadora do efeito da atmosfera, os investigadores estimaram uma taxa de ocorrência de aproximadamente 50% – ou seja, cerca de metade das estrelas semelhantes ao Sol têm planetas rochosos capazes albergar água líquida à superfície. Uma definição alternativa optimista da zona habitável estima cerca de 75%.

O legado do Kepler ajuda a investigações futuras

Este resultado baseia-se num longo legado de trabalho de análise dados do Kepler para obter uma taxa de ocorrência e prepara o terreno para futuras observações de exoplanetas informadas por quão comuns esperamos que estes mundos rochosos e potencialmente habitáveis sejam. As investigações futuras vão continuar a refinar esta percentagem, informando a probabilidade de encontrar estes tipos de planetas e alimentando os planetas para os próximos estágios de investigação exoplanetária, incluindo telescópios futuros.

“Saber quão comuns são os diferentes tipos de planetas é de muito alto valor para os próximos projectos de descoberta exoplanetária,” disse a co-autora Michelle Kunimoto, que trabalhou neste artigo após terminar o seu doutoramento em taxas de ocorrência exoplanetária na Universidade da Columbia Britânica, e que recentemente se juntou à equipa do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) no MIT (Massachusetts Institute of Technology) em Cambridge. “Os levantamentos dedicados a planetas pequenos e potencialmente habitáveis em torno de estrelas parecidas com o Sol vão depender de resultados como estes para maximizar as suas chances de sucesso.”

Depois de revelar mais de 2800 planetas confirmados para lá do nosso Sistema Solar, os dados recolhidos pelo telescópio espacial Kepler continuam a produzir novas descobertas importantes sobre o nosso lugar no Universo. Embora o campo de visão do Kepler cobrisse apenas 0,25% do céu, a área coberta por uma mão à distância do braço esticado, os seus dados permitiram que os cientistas extrapolassem o que os dados da missão significam para o resto da Galáxia. Esse trabalho continua com o TESS, o actual telescópio de caça exoplanetária da NASA.

“Para mim, este resultado é um exemplo do que já conseguimos descobrir com apenas aquele vislumbre para lá do nosso Sistema Solar,” disse Bryson. “O que vemos é que a nossa Galáxia é fascinante, com mundos fascinantes e alguns que podem não ser muito diferentes do nosso.”

Astronomia On-line
3 de Novembro de 2020


Descoberto na Via Láctea um planeta “fugitivo” do tamanho da Terra

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de um evento de micro-lente gravitacional por um planeta “fugitivo”.
Crédito: Jan Skowron/Observatório Astronómico da Universidade de Varsóvia

Conhecemos mais de 4000 exoplanetas. Embora muitos não se assemelhem aos do nosso Sistema Solar, têm uma coisa em comum – todos orbitam uma estrela. No entanto, as teorias de formação e evolução planetária preveem a existência de planetas “fugitivos”, não ligados gravitacionalmente a qualquer estrela. De facto, há alguns anos, astrónomos polacos da equipa OGLE do Observatório Astronómico da Universidade de Varsóvia forneceram a primeira evidência de tais planetas na Via Láctea. Escrevendo na revista The Astrophysical Journal Letters, os astrónomos do OGLE anunciaram a descoberta do mais pequeno planeta interestelar descoberto até à data.

Os exoplanetas raramente podem ser observados directamente. Normalmente, os astrónomos encontram planetas usando observações da luz da estrela que hospeda o planeta. Por exemplo, se um planeta passa em frente do disco da estrela-mãe, então o brilho observado da estrela cai periodicamente, provocando os chamados trânsitos. Os astrónomos também podem medir o movimento da estrela provocado pelo planeta.

Os planetas “fugitivos” não emitem virtualmente nenhuma radiação e – por definição – não orbitam nenhuma estrela hospedeira, portanto não podem ser descobertos usando métodos tradicionais de detecção astrofísica. No entanto, podem ser avistados usando um fenómeno astrofísico chamado micro-lente gravitacional. A micro-lente resulta da teoria da relatividade geral de Einstein – um objecto massivo (a lente) pode dobrar a luz de um objecto brilhante de fundo (a fonte). A gravidade da lente actua como uma grande lupa que curva e amplia a luz de estrelas distantes.

“Se um objecto massivo – uma estrela ou um planeta – passa entre um observador terrestre e uma estrela distante, a sua gravidade pode desviar e focar a luz da fonte. O observador medirá um breve aumento de brilho da estrela fonte,” explica o Dr. Przemek Mróz, pós-doutorado do Caltech (Instituto de Tecnologia da Califórnia) e autor principal do estudo. “As chances de observar micro-lentes são extremamente reduzidas porque três objectos – a fonte, a lente e o observador – têm que estar quase perfeitamente alinhados. Se observássemos apenas uma estrela fonte, teríamos que esperar quase um milhão de anos para ver a fonte como micro-lente,” acrescenta.

É por isso que os levantamentos modernos em busca de eventos de micro-lentes gravitacionais estão a monitorizar centenas de milhões de estrelas no centro da Via Láctea, onde as hipóteses de micro-lentes são as mais altas. O levantamento OGLE – liderado por astrónomos da Universidade de Varsóvia – está a levar a cabo uma destas experiências. O OGLE é um dos maiores e mais longos levantamentos do céu, começou operações há mais de 28 anos. Actualmente, os astrónomos do OGLE estão a usar o Telescópio de Varsóvia de 1,3 metros localizado no Observatório de Las Campanas, Chile. Cada noite limpa, apontam o seu telescópio para as regiões centrais da Galáxia e observam centenas de milhões de estrelas, à procura daquelas que mudam de brilho.

A micro-lente gravitacional não depende do brilho da lente, de modo que permite o estudo de objectos ténues ou escuros como planetas. A duração dos eventos de micro-lente depende da massa do objecto que actua como lente – quanto menos massiva for a lente, mais curto será o evento de micro-lente. A maioria dos eventos observados, que normalmente duram vários dias, são provocados por estrelas. Os eventos de micro-lente atribuídos a planetas “fugitivos” têm durações de apenas algumas horas. Ao medir a duração de um evento de micro-lente (e a forma da sua curva de luz), podemos estimar a massa do objecto de lente.

Os cientistas anunciaram a descoberta do mais curto evento de micro-lente gravitacional alguma vez encontrado, chamado OGLE-2016-BLG-1928, que durou apenas 42 minutos. “Quando vimos este evento pela primeira vez, ficou claro que deve ter sido provocado por um objecto extremamente pequeno”, disse o Dr. Radosław Poleski do Observatório Astronómico da Universidade de Varsóvia, co-autor do estudo. De facto, os modelos do evento indicam que a lente deve ter sido menos massiva do que a Terra, era provavelmente um objecto com a massa de Marte. Além disso, a lente provavelmente era um planeta interestelar. “Se a lente estivesse a orbitar uma estrela, detectaríamos a sua presença na curva de luz do evento,” acrescenta o Dr. Poleski. “Podemos descartar o planeta tendo uma estrela até cerca de 8 UA – 1 UA, Unidade Astronómica, é a distância entre a Terra e o Sol”.

Os astrónomos do OGLE forneceram há alguns anos atrás a primeira evidência de uma grande população de planetas “fugitivos” na Via Láctea. No entanto, o planeta recém-detectado é o mais pequeno já encontrado desta categoria. “A nossa descoberta demonstra que os planetas ‘fugitivos’ de baixa massa podem ser detectados e caracterizados usando telescópios terrestres,” diz o professor Andrzej Udalski, investigador principal do projecto OGLE.

Os astrónomos suspeitam que os planetas interestelares na verdade se formaram em discos proto-planetários em torno de estrelas (como planetas “comuns”) e foram expelidos dos seus sistemas planetários originais após interacções gravitacionais com outros corpos, por exemplo, com outros planetas no sistema. As teorias da formação planetária preveem que os planetas expulsos devem ser tipicamente mais pequenos que a Terra. Assim, o estudo de planetas “fugitivos” permite-nos compreender o passado turbulento de sistemas planetários jovens, como o nosso Sistema Solar.

A busca por planetas interestelares é um dos grandes impulsionadores científicos do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, que está a ser construído pela NASA. O observatório tem lançamento previsto para meados da década de 2020.

Devido à brevidade do evento, foram necessárias observações adicionais recolhidas pelo KMTNet (Korea Microlensing Telescope Network) a fim de caracterizar o evento. O KMTNet opera uma rede de três telescópios – no Chile, Austrália e África do Sul.

A descoberta seria impossível sem observações de longo prazo realizadas pelo levantamento OGLE. Um dos primeiros objectivos do OGLE foi pesquisar e estudar matéria escura usando a técnica de micro-lente gravitacional. Os estudos actuais cobrem uma grande variedade de tópicos – procura de exoplanetas, o estudo da estrutura e evolução da Via Láctea e galáxias vizinhas, estudos de estrelas variáveis, quasares, transientes e corpos do Sistema Solar.

Astronomia On-line
3 de Novembro de 2020


4531: A atmosfera deste exoplaneta “infernal” está cheia de metal

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Hubble / ESA
O WASP-121b está tão perto da sua estrela que a atracção da maré estica o exoplaneta em forma de ovo

Uma equipa de astrónomos observou um dos exoplanetas mais quentes já encontrados e conseguiu identificar, pelo menos, sete metais a flutuar na sua atmosfera.

O WASP-121b, localizado a 850 anos-luz da Terra, orbita a sua estrela em menos de dois dias. Esta proximidade é o principal motivo da sua temperatura extremamente alta – de cerca de 2.500 a 3.000 graus Celsius – que torna este exoplaneta “infernal” um objecto de estudo ideal para aprender mais sobre mundos super-aquecidos.

Uma equipa liderada por Jens Hoeijmakers, investigador das Universidade de Berna e Genebra, na Suíça, examinou dados recolhidos pelo espectrógrafo Harps de alta resolução e conseguiu mostrar que um total de, pelo menos, sete metais gasosos aparecem na atmosfera do WASP-121b. Os resultados foram publicados recentemente na Astronomy & Astrophysics.

Anteriormente, os astrónomos presumiram que planetas ultra-quentes têm atmosferas muito simples, porque são raros os compostos químicos complexos que se conseguem formar num ambiente tão quente. De acordo com a nova investigação, WASP-121b é uma excepção.

Segundo o Science Alert, estudos anteriores sugeriam que as moléculas que continham vanádio, um metal relativamente raro, eram a principal causa da complexa atmosfera deste exoplaneta. No entanto, tal só faria sentido se um metal mais comum, como o titânio, estivesse em falta na atmosfera.

A equipa de Hoeijmakers decidiu então encontrar outra explicação, até ter percebido que as investigações anteriores estavam corretas. “Para minha surpresa, encontramos fortes assinaturas de vanádio nas observações e, ao mesmo tempo, confirmamos a falta titânio”, avançou o astrónomo.

Além do vanádio, os cientistas descobriram seis outros metais na atmosfera do exoplaneta: ferro, crómio, cálcio, sódio, magnésio e níquel. “Todos os metais evaporaram como resultado das altas temperaturas prevalecentes no WASP-121b, garantindo assim que o ar no exoplaneta consiste em metais evaporados“, explicou Hoeijmakers.

Estes resultados permitem aos cientistas tirar conclusões sobre os processos químicos que ocorrem em planetas deste tipo.

ZAP //

Por ZAP
23 Outubro, 2020

 

Metal vaporizado no “ar” de um exoplaneta

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista do Júpiter ultra-quente WASP-121 b.
Crédito: NASA, ESA e G. Bacon (STScI)

Uma equipa internacional de investigadores, liderada pelo NCCR PlanetS (National Centre of Competence in Research PlanetS) da Universidade de Berna e pela Universidade de Genebra, estudou a atmosfera do exoplaneta ultra-quente WASP-121b. Nele, encontraram vários metais gasosos. Os resultados são o próximo passo na busca por mundos potencialmente habitáveis.

WASP-121b é um exoplaneta localizado a 850 anos-luz da Terra, que orbita a sua estrela em menos de dois dias – um processo que a Terra leva 365 dias a concluir. WASP-121b está muito perto da sua estrela – cerca de 40 vezes mais perto do que a distância Terra-Sol. Esta proximidade é também o principal motivo da sua temperatura extremamente alta, cerca de 2500 a 3000 graus Celsius. Isto torna-o um objecto de estudo ideal para aprender mais sobre mundos super-quentes.

Investigadores liderados por Jens Hoeijmakers, autor principal do estudo e investigador pós-doutorado no NCCR PlanetS da Universidade de Berna e da Universidade de Genebra, examinaram dados que foram recolhidos pelo espectrógrafo HARPS de alta resolução. Foram capazes de mostrar que existem na atmosfera de WASP-121b um total de pelo menos sete metais gasosos. Os resultados foram publicados recentemente na revista Astronomy & Astrophysics.

Inesperadamente, há muito a ocorrer na atmosfera do exoplaneta WASP-121b

WASP-121b tem sido estudado extensivamente desde a sua descoberta. “Os estudos anteriores mostraram que estão a acontecer muitas coisas na sua atmosfera,” explica Jens Hoeijmakers. E isso apesar do facto dos astrónomos terem presumido que os planetas ultra-quentes têm atmosferas bastante simples porque poucos elementos químicos complexos se conseguem formar num calor tão abrasador. Então, como é que WASP-121b atingiu esta complexidade tão inesperada?

“Estudos anteriores tentaram explicar estas observações complexas com teorias que não me pareciam plausíveis,” diz Hoeijmakers. Os estudos suspeitaram que as moléculas contendo o metal relativamente raro vanádio eram a principal causa da complexa atmosfera de WASP-121b. No entanto, segundo Hoeijmakers, isto só faria sentido se um metal mais comum, o titânio, estivesse ausente na atmosfera. Então, Hoeijmakers e colegas começaram à procura de outra explicação. “Mas afinal tinham razão,” admite inequivocamente Hoeijmakers. “Para minha surpresa, na verdade encontrámos fortes assinaturas de vanádio nas observações”. Ao mesmo tempo, porém, não havia titânio. Isto, por sua vez, confirmou a suposição de Hoeijmakers.

Metais vaporizados

Mas a equipa fez outras descobertas inesperadas. Além do vanádio, descobriram recentemente seis outros metais na atmosfera de WASP-121b: ferro, crómio, cálcio, sódio, magnésio e níquel. “Todos metais evaporados como resultado das altas temperaturas prevalecentes em WASP-121b,” explica Hoeijmakers, “garantindo assim que o ‘ar’ do exoplaneta consiste de metais evaporados, entre outras coisas.”

Uma nova era na investigação exoplanetária

Estes resultados tão detalhados, por exemplo, permitem aos investigadores tirar conclusões sobre os processos químicos que ocorrem em tais planetas. Esta é uma capacidade crucial para um futuro não muito distante, quando forem desenvolvidos telescópios e espectrógrafos maiores e mais sensíveis. Estes permitirão aos astrónomos estudar as propriedades de planetas rochosos, mais pequenos e frios, parecidos com a Terra. “Com as mesmas técnicas que usamos hoje, em vez de apenas detectarmos assinaturas de ferro ou vanádio gasosos, poderemos concentrar-nos nas bio-assinaturas, sinais de vida como as assinaturas de água, oxigénio e metano,” diz Hoeijmakers.

O extenso conhecimento sobre a atmosfera de WASP-121b não só confirma o carácter ultra-quente do exoplaneta, mas também sublinha o facto de que este campo de investigação está a entrar numa nova era, como Hoeijmakers explica: “Após anos a catalogar o que ‘existe lá fora’, já não estamos apenas a fazer medições,” explica o investigador, “mas estamos realmente a começar a entender o que os dados dos instrumentos nos mostram. Como os planetas se parecem e diferem uns dos outros. Da mesma forma, talvez, que Charles Darwin começou a desenvolver a teoria da evolução depois de caracterizar inúmeras espécies de animais, estamos a começar a entender mais sobre como estes exoplanetas se formaram e como funcionam.”

Astronomia On-line
13 de Outubro de 2020

 

 

4452: Astrónomos identificam 24 exoplanetas “super-habitáveis”. Podem ser melhores para a vida do que a Terra

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

NASA Ames / SETI Institute / JPL-Caltech

Uma equipa de cientistas dos Estados Unidos e da Alemanha identificaram 24 exoplanetas que podem ter melhores condições para a vida do que a Terra.

Na escola, provavelmente aprendemos que as condições na Terra são perfeitas para sustentar a vida. No entanto, quando se trata de habitabilidade, a Terra situa-se em 25º lugar no ranking de planetas conhecidos.

À frente do Planeta Azul, estão duas dúzias de exoplanetas “super-habitáveis”, que se assemelham à Terra, mas com condições potencialmente mais delicadas – e os cientistas dizem que podem ser os principais candidatos na busca por vida alienígena.

“Os 24 principais aspirantes a planetas super-habitáveis estão a mais de 100 anos-luz de distância, mas o nosso estudo pode ajudar a enfocar os esforços de observação futuros”, disse Dirk Schulze-Makuch, geo-biólogo da Universidade Estatal de Washington e da Universidade Técnica de Berlim, em comunicado.

“Temos de centrar-mo-nos em certos planetas que têm as condições mais prometedoras para uma vida complexa. No entanto, devemos ter cuidado para não ficar preso à procura de uma segunda Terra porque pode haver planetas que são mais adequados para a vida do que o nosso”, acrescentou Schulze-Makuch, que trabalhou com os astrónomos René Heller, do Instituto Max Planck de Pesquisa do Sistema Solar, e Edward Guinan, da Universidade Villanova, para identificar critérios de super-habitabilidade e analisar os 4.500 exoplanetas conhecidos além do nosso Sistema Solar.

Os cientistas concluíram que alguns desses mundos podem ser mais antigos, ligeiramente maiores, mais quentes e possivelmente mais húmidos do que o nosso próprio planeta.

Os investigadores apontam que, no nosso planeta, a preferência pelo calor e pela humidade, por exemplo, é observada nas florestas tropicais, cuja biodiversidade é maior do que nas áreas mais frias e secas.

Os astrónomos também defendem que o melhor momento para vida dá-se quando um planeta tem entre cinco mil e oito mil anos, enquanto que a Terra tem cerca de 4,5 milhões de anos. Além disso, um planeta 10% maior do que a Terra deveria ter mais terra habitável e uma gravidade mais forte para reter uma atmosfera durante um período de tempo mais longo.

Os investigadores observaram ainda sistemas com estrelas anãs K, que são mais frias, menos massivas e menos luminosas que o nosso Sol, além de terem uma vida útil prolongada de entre 20 mil milhões e 70 mil milhões de anos, em comparação com a vida útil do nosso Sol, que é de menos de 10 mil milhões anos.

Entre os 24 planetas identificados, nenhum cumpre todos os potenciais critérios, mas um deles tem quatro dessas características cruciais, tornando-o muito mais confortável para a vida do que a Terra.

“Às vezes é difícil transmitir este princípio de planetas super-habitáveis ​​porque acreditamos que temos o melhor planeta. Temos muitas formas de vida complexas e diversas e muitas que podem sobreviver em ambientes extremos. É bom ter uma vida adaptável, mas isso não é significa que temos o melhor”, rematou Schulze-Makuch.

Este estudo foi publicado em Setembro na revista científica Astrobiology.

ZAP //

Por ZAP
7 Outubro, 2020