Medições do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA permitiram aos astrônomos melhorar bastante a sua compreensão do ambiente bizarro de KELT-9b, um dos exoplanetas mais quentes conhecidos.
© Chris Smith (ilustração do exoplaneta KELT-9b)
É um exoplaneta gigante numa órbita muito íntima, quase polar, em torno de uma estrela que gira rapidamente, e estas características complicam a capacidade de entender a estrela e os seus efeitos no planeta.
Localizado a cerca de 670 anos-luz de distância na direção da constelação de Sagitário, KELT-9b foi descoberto em 2017 porque o planeta passou em frente da sua estrela durante uma parte da sua órbita, um evento chamado trânsito. Os trânsitos diminuem regularmente a luz da estrela por uma quantidade minúscula, mas detectável. Os trânsitos de KELT-9b foram observados pela primeira vez pelo levantamento de trânsitos KELT, um projeto que recolheu observações com dois telescópios robóticos localizados no estado norte-americano do Arizona e na África do Sul.
Entre 18 de julho e 11 de setembro de 2019, como parte da campanha de um ano da missão para observar o céu do norte, o TESS observou 27 trânsitos de KELT-9b, obtendo medições a cada dois minutos. Estas observações permitiram a modelagem da estrela incomum e o seu impacto no planeta.
O KELT-9b é um mundo gigante de gás cerca de 1,8 vezes maior que Júpiter, com 2,9 vezes a sua massa. As forças de marés bloquearam a sua rotação, de modo que o mesmo lado está sempre virado para a sua estrela. O exoplaneta gira em torno da sua estrela em apenas 36 horas numa órbita que o transporta quase diretamente acima de ambos os polos da estrela.
O KELT-9b recebe 44.000 vezes mais energia da sua estrela do que a Terra do Sol. Isto eleva a temperatura diurna do planeta a cerca de 4.300º C, mais quente do que as superfícies de algumas estrelas. Este aquecimento intenso também faz com que a atmosfera do planeta escape para o espaço.
A sua estrela hospedeira também é estranha. Tem aproximadamente o dobro do tamanho do Sol e é, em média, 56% mais quente. Mas gira 38 vezes mais depressa do que o Sol, completando uma rotação em apenas 16 horas. A sua rápida rotação distorce a forma da estrela, achatando-a nos polos e ampliando a sua secção central. Isto faz com que os polos da estrela aqueçam e brilhem enquanto a sua região equatorial esfria e escurece, um fenômeno chamado escurecimento gravitacional. O resultado é uma diferença de temperatura à superfície da estrela de quase 800º C.
A cada órbita, KELT-9b sofre por duas vezes toda a gama de temperaturas estelares, produzindo o que equivale a uma sequência sazonal muito peculiar. O planeta passa ao "verão" quando orbita sobre cada polo e ao "inverno" quando passa sobre a parte central e mais fria da estrela. Assim, KELT-9b tem dois verões e dois invernos por ano, cada estação durando aproximadamente nove horas.
A órbita polar de KELT-9b, em torno da sua estrela achatada, produz trânsitos distintamente desequilibrados. O planeta começa o seu trânsito perto dos polos brilhantes da estrela e depois bloqueia cada vez menos luz à medida que passa sobre o equador mais escuro da estrela. Esta assimetria fornece pistas sobre as mudanças de temperatura e brilho na superfície da estrela e permitiram a reconstrução da sua forma não redonda, a sua orientação no espaço, a sua variabilidade de temperaturas de superfície e outros fatores que afetam o planeta.
Este trabalho ajuda a unificar o escurecimento gravitacional com outras técnicas que medem o alinhamento planetário, revelando segredos sobre a formação e sobre a história evolutiva dos planetas em torno de estrelas de massa elevada.
As novas descobertas foram publicadas no periódico The Astronomical Journal.
Fonte: Goddard Space Flight Center
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