Astrônomos do Instituto de Astronomia da Universidade do Hawai (IfA), nos EUA, descobriram recentemente três planetas orbitando tão perigosamente próximos de suas estrelas que estão prestes a serem devorados por elas.

Dos milhares de planetas alienígenas (como também são chamados os planetas fora de nosso sistema solar) encontrados até agora, esses três gigantes gasosos, detectados pela primeira vez pela Missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da Nasa, têm algumas das órbitas mais curtas em torno de estrelas gigantes. 

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Uma interpretação artística 3D de como um sistema planetário semelhante a TOI-2337b, TOI-4329b e TOI-2669b pode parecer, onde um exoplaneta quente semelhante a Júpiter orbita uma estrela evoluída e moribunda. Imagem: Universidade de Hawai’/Instituto de Astronomia/Karen Teramura

Um dos planetas, TOI-2337b, será consumido por sua estrela hospedeira em menos de 1 milhão de anos, mais cedo do que qualquer outro planeta conhecido atualmente, segundo o estudo.

“Essas descobertas são cruciais para entender uma nova fronteira nos estudos de exoplanetas: como os sistemas planetários evoluem ao longo do tempo”, explicou o autor principal Samuel Grunblatt, pós-doutorando no Museu Americano de História Natural e no Instituto Flatiron, em Nova York. 

Planetas identificados são do tamanho ou maiores do que Júpiter

Grunblatt, que obteve seu Ph.D. na IfA, acrescentou que “essas observações oferecem novas janelas em planetas que se aproximam do fim de suas vidas, antes que suas estrelas hospedeiras os engulam”.

A descoberta e confirmação dos planetas foi aceita para publicação no Astronomical Journal, e foi anunciada nesta quinta-feira (13) em uma conferência de imprensa da Sociedade Astronômica Americana. 

Segundo estimam os pesquisadores, os planetas encontrados têm massas entre 0,5 e 1,7 vezes a de Júpiter, e tamanhos que variam de um pouco menor a mais de 1,6 vezes a dimensão dele, o maior planeta do sistema solar. 

Júpiter é o maior planeta do nosso sistema solar, e os planetas descobertos nesse estudo são de tamanhos aproximados ao dele. Imagem: berni0004 – Shutterstock

Eles também abrangem uma ampla gama de densidades, desde a densidade da cortiça até três vezes mais densos que a água, implicando uma grande variedade de origens.

Acredita-se que esses três planetas sejam apenas a ponta do iceberg. “Esperamos encontrar dezenas a centenas desses sistemas de planetas em trânsito evoluídos com TESS, fornecendo novos detalhes sobre como os planetas interagem entre si, inflam e migram em torno de estrelas, incluindo aquelas como o nosso Sol”, disse Nick Saunders, estudante de pós-graduação da IfA e coautor do estudo.

A equipe espera que essa “arqueologia planetária” ajude os cientistas a entender o passado, presente e futuro dos sistemas planetários, tornando-os aptos a responder à pergunta: “Estamos sozinhos?”.

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Evolução estelar pode fazer com que os planetas colidam

Segundo os autores do novo estudo, os planetas foram encontrados pela primeira vez em dados de imagem de TESS obtidos em 2018 e 2019. Grunblatt e seus colaboradores identificaram os planetas candidatos e então usaram o Observatório W.M. Keck em Maunakea, no Havaí, para confirmar a existência dos três mundos.

“As observações desses sistemas planetários pelo Keck são fundamentais para entender suas origens, ajudando a revelar o destino de sistemas solares como o nosso”, disse o astrônomo da IfA Daniel Huber, outro coautor do estudo.

Modelos atuais de dinâmica planetária sugerem que os planetas devem se espiralar em direção às estrelas hospedeiras à medida que as estrelas evoluem ao longo do tempo, particularmente nos últimos 10% da vida da estrela. 

Esse processo também aquece os planetas, potencialmente fazendo com que suas atmosferas inflem. No entanto, essa evolução estelar também fará com que os planetas ao redor de uma estrela se aproximem um do outro, aumentando a probabilidade de que alguns deles colidam, ou até mesmo desestabilizem todo o sistema planetário.

A grande variedade de densidades de planetas encontradas no estudo sugere que esses sistemas planetários foram moldados através de interações caóticas entre planetas. Isso também poderia ter resultado em taxas de aquecimento imprevisíveis, dando-lhes a ampla gama de densidades que observamos hoje.

Observações futuras de um dos sistemas, TOI-4329, com o recém-lançado Telescópio Espacial James Webb, poderiam revelar evidências de água ou dióxido de carbono na atmosfera do planeta. 

Se essas moléculas forem vistas, os dados poderão fornecer informações sobre onde esses planetas se formaram e que tipo de interações tiveram que ocorrer para produzir as órbitas planetárias que vemos hoje.

O monitoramento contínuo desses sistemas com o telescópio TESS poderá medir a velocidade em que esses planetas estão orbitando suas estrelas hospedeiras. Até agora, nenhum sinal claro de decadência orbital foi observado em nenhum dos sistemas, mas uma linha de base mais longa de observações fornecerá restrições muito mais rigorosas no planeta em espiral do que são atualmente possíveis, revelando o quão fortemente os sistemas planetários são afetados pela evolução estelar.

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