3461: Planeta com ano de 18 horas à beira da destruição

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista de um Júpiter quente orbitando muito perto de uma estrela.
Crédito: Universidade de Warwick/Mark Garlick

Astrónomos da Universidade de Warwick observaram um exoplaneta orbitando uma estrela em pouco mais de 18 horas, o período orbital mais curto já observado para um planeta do seu tipo.

Isto significa que a duração do ano para este Júpiter quente – um gigante gasoso semelhante em tamanho e composição com Júpiter, no nosso próprio Sistema Solar – é inferior a um dia terrestre.

O achado foi divulgado num artigo científico publicado dia 20 de Fevereiro na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e os cientistas pensam que pode ajudar a descobrir se os planetas deste género estão, ou não, numa espiral destrutiva em direcção aos seus sóis.

O planeta NGTS-10b foi descoberto a cerca de 1000 anos-luz de distância da Terra, como parte do NGTS (Next-Generation Transit Survey), um levantamento exoplanetário sediado no Chile que visa descobrir planetas do tamanho de Neptuno usando o método de trânsito. Isto envolve a observação de estrelas em busca de uma queda no brilho, indicativa da passagem de um planeta à sua frente.

A qualquer momento o levantamento observa 100 graus quadrados do céu, que inclui cerca de 100.000 estrelas. Dessas 100.000 estrelas, esta chamou a atenção dos astrónomos devido aos mergulhos muito frequentes no brilho estelar provocados pela rápida órbita do planeta.

O autor principal Dr. James McCormac, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: “Estamos empolgados em anunciar a descoberta de NGTS-10b, um planeta do tamanho de Júpiter com um período extremamente curto que orbita uma estrela não muito diferente do nosso Sol. Também estamos satisfeitos com o facto do NGTS continuar a empurrar as fronteiras da ciência terrestre de trânsitos exoplanetários através da descoberta de classes raras de exoplanetas.

“Embora, em teoria, os Júpiteres quentes com períodos orbitais curtos (menos de 24 horas) sejam os mais fáceis de detectar devido ao seu grande tamanho e trânsitos frequentes, provaram ser extremamente raros. Das centenas de Júpiteres quentes actualmente conhecidos, apenas sete têm um período orbital inferior a um dia.”

NGTS-10b orbita tão depressa porque está muito próximo do seu sol – a apenas o dobro do diâmetro da estrela que, no contexto do nosso Sistema Solar, a posicionaria 27 vezes mais perto do que Mercúrio está do nosso próprio Sol. Os cientistas notaram que está perigosamente perto do ponto em que as forças de maré da estrela acabariam por destruir o planeta.

É provável que o planeta sofra bloqueio de maré, de modo que um lado está constantemente virado para a estrela e constantemente quente – os astrónomos estimam que a temperatura média seja superior a 1000º C. A estrela, propriamente dita, tem mais ou menos 70% do raio do Sol e é 1000º C mais fria que o Sol, com cerca de 4000º C. NGTS-10b também é um excelente candidato para caracterização atmosférica com o Telescópio Espacial James Webb.

Usando fotometria de trânsito, os cientistas sabem que o planeta é 20% maior do que o nosso Júpiter e tem pouco mais de duas vezes a sua massa, de acordo com medições da velocidade radial, capturadas num ponto conveniente do seu ciclo de vida para ajudar a responder perguntas sobre a evolução deste tipo de planetas.

Os planetas massivos geralmente formam-se muito longe da estrela e depois migram por meio de interacções com o disco enquanto o planeta ainda está a formar-se, ou por meio de interacções com planetas adicionais muito mais tarde na sua vida. Os astrónomos planeiam solicitar tempo de observação para obter medições de alta precisão de NGTS-10b e continuar a observá-lo na próxima década para determinar se permanecerá nesta órbita por algum tempo – ou se entrará numa espiral da morte em direcção à sua estrela.

O co-autor Dr. David Brown acrescenta: “Pensa-se que estes planetas de período extremamente curto migram dos confins dos seus sistemas solares e acabam sendo consumidos ou perturbados pela estrela. Ou temos muita sorte de os avistar neste período orbital curto, ou os processos pelos quais o planeta migra para a estrela são menos eficientes do que imaginamos; nesse caso, poderá viver nesta configuração durante muito mais tempo.”

O co-autor Dr. Daniel Bayliss disse: “Nos próximos dez anos, pode ser possível ver este planeta a espiralar. Vamos poder usar o NGTS para o monitorizar ao longo de uma década. Se pudéssemos ver que o período orbital estava a começar a diminuir e o planeta a começar a espiralar, isso dir-nos-ia muito sobre a estrutura do planeta que ainda não sabemos.”

“Tudo o que sabemos sobre a formação planetária diz-nos que os planetas e as estrelas formam-se ao mesmo tempo. O melhor modelo que temos sugere que a estrela tem cerca de 10 mil milhões de anos e assumimos que o planeta também tem. Ou estamos a vê-lo nos últimos estágios da sua vida, ou de alguma forma é capaz de viver aqui por mais tempo do que devia.”

Astronomia On-line
25 de Fevereiro de 2020

 

spacenews

 

2761: Descoberto planeta condenado que tem recorde de menor órbita em torno da estrela

CIÊNCIA

O planeta Mercúrio leva apenas 88 dias terrestres para orbitar o Sol. No entanto, o nosso planeta Terra necessita de um período orbital de 365 dias para o fazer. Estes dias são apenas alguns fragmentos de tempo se compararmos com Neptuno. Este gigante precisa de 164,8 anos da Terra para orbitar o Sol. Contudo, os astrónomos descobriram agora o exoplaneta NGTS-10b.

Este “planeta condenado” estabeleceu um novo recorde para a órbita mais curta. Assim, percorre a sua estrela em apenas 18,4 horas terrestres. Basicamente é como apanhar um voo de Nova York até Sidney na Austrália.

“Júpiter Quente” tem órbita impressionante de 18 horas

Temos um novo recorde. Provavelmente, este exoplaneta estará a 1060 anos-luz de distância da Terra. É um gigante gasoso e chama-se NGTS-10b. Na verdade, este fustiga a sua estrela numa rota muito justa, está tão perto que completa uma órbita inteira em apenas 18,4 horas.

Segundo os astrónomos, esta proximidade está no limite do que um planeta consegue orbitar à estrela hospedeira sem ser rasgado por forças gravitacionais. Contudo, o seu destino está traçado, dada a contínua aproximação.

Os astrónomos estimaram que o exoplaneta está numa espiral em direcção à estrela. Assim, este cruzará esse ponto de parte ondulante – chamado de limite Roche – em apenas 38 milhões de anos. Está completamente condenado.

O que é o limite Roche?

Em astronomia, denomina-se limite de Roche a distância mínima que pode suportar um objecto, que mantém a sua estrutura unicamente por sua própria gravidade numa órbita a um corpo massivo (de maior densidade), sem começar a desintegrar-se devido às forças de maré exercidas pela força gravitacional do objecto principal. Dentro do limite de Roche, a força de gravidade que o corpo principal exerce sobre o extremo do satélite mais próximo e mais afastado excedem à força de gravidade do satélite.

Devido a esse princípio, o corpo secundário poderá ser destruído pelas forças de maré. O nome de limite de Roche provém do astrónomo francês Édouard Roche, que primeiro propôs este efeito e calculou este limite teórico em 1848.

A descoberta faz deste sistema solar um laboratório incrível. Permite assim estudar as interacções de marés entre uma estrela e um exoplaneta gigante perigosamente próximo.

O planeta que não deveria existir

“Júpiteres quentes” são exoplanetas fascinantes. Como o nome sugere, eles são gigantes gasosos como Júpiter. No entanto, ao contrário de Júpiter, orbitam muito perto das suas estrelas hospedeiras, com períodos orbitais de menos de 10 dias. Isto é o que os torna “quentes”.

De acordo com os modelos actuais de formação de planetas, tecnicamente os Júpiteres quentes não deveriam existir. Um gigante gasoso não se deveria formar tão perto da sua estrela, porque a gravidade, radiação e ventos estelares intensos deveriam impedir que o gás se aglomere.

Contudo… eles existem! Dos mais de 4000 exoplanetas confirmados descobertos até hoje, cerca de 337 podem ser Júpiteres quentes. Assim, pensa-se que estes se formam mais longe nos seus sistemas planetários. Posteriormente, migram para dentro em direcção à estrela.

Podemos não saber muito sobre os seus misteriosos nascimentos, mas os Júpiteres quentes que estão particularmente próximos das suas estrelas podem dizer-nos muito sobre as interacções entre as marés do planeta estelar. Assim, eles estão entre os exoplanetas mais estudados da galáxia.

Exoplaneta NGTS-10b é uma extraordinária descoberta

Até esta última descoberta vertiginosa, apenas seis destes enigmáticos gigantes gasosos tinham sido detectados com um período orbital de menos de um dia. Assim, conhecia-se o WASP-18b, com 22.6 horas, o WASP-19b, com 18,9 horas, também o WASP-43b, com 19,5 horas, o WASP-103b, com 22,2 horas, o HATS-18b, com 20,1 horas e o KELT-16b com 23,3 horas.

O exoplaneta NGTS-10b foi descoberto recorrendo ao observatório Next-Generation Transit Survey, no Chile. Este é o sétimo destes Júpiteres quentes ultra-fechados, mas é o que tem o período orbital mais curto de todos.

Quando este astro foi detectado, parecia ser uma estrela de sequência principal relativamente pouco notável. Estaria a cerca de 10 mil milhões de anos, uma estrela laranja tipo K, com pouco menos de 70% do tamanho e massa do Sol. Contudo, um olhar mais atento sobre estas imagens revelou que a estrela estava a escurecer ligeiramente a cada 18,4 horas.

Assim, uma equipa internacional de astrónomos liderada por James McCormac da Universidade de Warwick começou a trabalhar, usando esses dados e observações adicionais para caracterizar o exoplaneta responsável pelo escurecimento.

Maior que Júpiter e com “os dias contados”

Após uma análise muito mais pormenorizada, foi determinado que o NGTS-10b tem pouco mais de 1,2 vezes o tamanho de Júpiter, e pouco mais de 2,1 vezes a sua massa. Além disso, este astro está a orbitar a estrela a 1,46 vezes o raio de Roche – o que significa que está mesmo à beira (no tempo cósmico) da devastação da maré.

Em tal proximidade com a estrela, mesmo que ainda não esteja suficientemente perto para afastar NGTS-10b, o exoplaneta será achatado nos pólos à medida que a gravidade da estrela a puxa para fora de forma, um esferóide oblato ao invés de uma esfera redonda, agradável e gorda.

A equipa teve o cuidado de descartar um companheiro binário da estrela anfitriã como causa do escurecimento. Contudo, mesmo havendo total certeza da descoberta, os astrónomos enfrentam o problema da luz das estrelas vizinhas. Esta torna difícil o calcular da distância exacta a que está o NGTS-10.

Gaia está a criar um mapa tridimensional extremamente preciso de estrelas ao longo da nossa Via-Láctea e galáxias além. | Imagem ESA.

Gaia aponta para 1060 anos-luz da Terra

A distância de 1060 anos-luz foi calculada com base nos dados do observatório espacial da ESA, Gaia. Este produziu o mapa tridimensional mais preciso da galáxia Via-Láctea até hoje. Contudo, ainda há margem para erros. Se a distância estiver incorrecta, isso pode significar que alguns dos dados de tamanho e massa também estão ligeiramente incorrectos.

Enquanto isso, observações contínuas do sistema poderiam revelar a decadência orbital do exoplaneta. A equipa prevê que a órbita será reduzida em 7 segundos nos próximos 10 anos. Se os astrónomos conseguirem obter medições precisas o suficiente do sistema, eles podem ver isso acontecer.

A investigação foi submetida às Notificações Mensais da Royal Astronomical Society, e está disponível no arXiv.

NASA: Descoberto peculiar exoplaneta com 3 sóis vermelhos perto do Sistema Solar

Estamos numa forte epopeia de descobrimentos espaciais, beneficiando claramente da evolução tecnológica das últimas décadas. Como resultado, os “olhos” apontados ao universo descobrem coisas fantásticas. Exemplo disso é a descoberta feita pela NASA um … Continue a ler NASA: Descoberto peculiar exoplaneta com 3 sóis vermelhos perto do Sistema Solar

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03 Out 2019
Imagem: Science Alert
Fonte: Science Alert