Segredo da estabilidade dos sete mundos TRAPPIST-1 é desvendado

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Cientistas podem ter desvendado a intrigante história do sistema TRAPPIST-1, um grupo de sete exoplanetas localizados a cerca de 40 anos-luz da Terra. Esses mundos, considerados promissores na busca por vida fora do Sistema Solar, apresentam padrões orbitais incomuns que intrigam os astrônomos – e um novo estudo pode finalmente explicar a origem disso.

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Quando planetas se formam ao redor de uma estrela jovem, seus períodos orbitais frequentemente entram em “ressonância”, uma sincronização que lembra a maneira como empurrar um balanço no momento certo aumenta a amplitude do movimento. Da mesma forma, ressonâncias orbitais entre planetas podem amplificar suas órbitas, tornando-as instáveis com o tempo, a menos que algum fator externo interfira. 

Em muitos sistemas planetários, como o nosso, essas ressonâncias acabam se rompendo, mas TRAPPIST-1 é uma exceção, mantendo uma ressonância estável ao longo do tempo.

Órbitas dos planetas do sistema TRAPPIST-1 são peculiares

Os sete planetas de TRAPPIST-1 orbitam sua estrela a uma distância muito próxima, todos dentro de um raio de 8 milhões de quilômetros, o que facilita a manutenção das ressonâncias. Os três planetas mais externos – f, g e h – seguem uma cadeia de ressonância 3:2, em que cada planeta externo orbita a estrela três vezes para cada duas órbitas do planeta interno.

Por outro lado, dos quatro planetas mais internos de TRAPPIST-1 (b, c, d e e), b e c, apresentam uma cadeia de ressonância 8:5, na qual o planeta b completa oito órbitas para cada cinco órbitas de c. Essa configuração intrigante levanta questões sobre como esses padrões se formaram.

Um estudo recente, liderado por Gabriele Pichierri, cientista planetário do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), buscou entender o processo de formação do sistema TRAPPIST-1. Publicada na revista Nature Astronomy, a pesquisa sugere que os planetas internos se formaram primeiro, dentro de um disco protoplanetário de gás e poeira. 

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A evolução do sistema teria ocorrido em três fases. Na primeira, os quatro planetas internos formaram ressonâncias 3:2, em que cada planeta orbitava a estrela três vezes para cada duas órbitas do planeta seguinte. À medida que a estrela central, uma anã vermelha, começou a irradiar energia e dissipar o disco protoplanetário, a borda interna do disco recuou.

Na segunda fase, o planeta e foi puxado para fora, afastando-se dos planetas b, c e d, enquanto os mundos externos começavam a se formar. Esse movimento causou uma oscilação nas órbitas dos planetas internos, que eventualmente se estabilizaram nas ressonâncias 8:5 e 5:3.

Na fase final, os planetas externos se formaram e migraram para a borda interna do disco, empurrando o planeta e para trás e estabelecendo as ressonâncias finais. Esse processo resultou na configuração atual do sistema TRAPPIST-1, com seus padrões orbitais únicos e estáveis.

Segundo Pichierri, essa abordagem oferece novas perspectivas sobre a formação de sistemas planetários e destaca a complexidade e o valor de TRAPPIST-1 como um laboratório natural para testar teorias sobre a evolução planetária. “Ao olhar para TRAPPIST-1, fomos capazes de testar novas hipóteses interessantes para a evolução dos sistemas planetários. TRAPPIST-1 é muito interessante porque é muito intrincado: é uma longa cadeia planetária e é um ótimo exemplo para testar teorias alternativas sobre a formação de sistemas planetários”.