Descoberto os planetas mais "inchados"

Dados da missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA revelaram dois novos planetas "superinchados", mundos gigantes tão leves que a sua densidade é comparável à do algodão doce.

© NASA (ilustração da estrela TOI-791 e dois planetas gigantes)

Os cientistas calculam que estes planetas do tamanho de Júpiter, denominados TOI-791 b e TOI-791 c, são os mundos "mais macios" alguma vez descobertos.

Os planetas orbitam uma estrela semelhante ao Sol, denominada TOI-791, que se encontra a aproximadamente 1.113 anos-luz da Terra. A missão TESS detectou inicialmente os planetas ao observar quedas repetidas no brilho de TOI-791, um sinal revelador de que um planeta está em trânsito, ou seja, passando à frente de uma estrela.

Estudos posteriores revelaram dois grandes planetas com características incomuns. TOI-791 b tem quase o mesmo tamanho que Júpiter, mas contém apenas 3% da massa de Júpiter. TOI-791 c é ainda maior que Júpiter, mas contém apenas 5,9% da massa de Júpiter.

Os "superinchados" recém-descobertos apresentam também órbitas incomumente longas, sendo que TOI‑791 b demora 139 dias e TOI‑791 c 232 dias a dar a volta à estrela hospedeira. É raro encontrar planetas com órbitas tão longas, sendo necessários longos períodos de observação com telescópios para captar e confirmar as suas características.

A partir da sua posição privilegiada em alta órbita terrestre, o TESS conseguiu recolher 1.122 dias de dados sobre este sistema planetário ao longo de sete anos, proporcionando à equipe uma grande quantidade de dados acerca do sistema planetário. Uma análise mais aprofundada revelou que TOI-791 b e TOI-791 c estão presos num padrão orbital que lhes permite exercerem uma atração gravitacional mútua. À medida que orbitam a sua estrela hospedeira, os planetas alternam-se na atração mútua, afetando o tempo dos seus trânsitos pela estrela hospedeira. Os cientistas utilizaram essa variação no tempo orbital para calcular as massas dos planetas, consolidando o seu estatuto de "superinchados" de baixa densidade.

As suas densidades extremamente baixas tornam-nos alvos fascinantes para compreender como os sistemas planetários se formam e evoluem. Com mais estudos, estes "superinchados" poderão revelar-nos mais sobre a evolução planetária. Pensa-se que a formação de planetas de grandes dimensões impulsione a evolução de um sistema planetário.

Os cientistas esperam aprender mais sobre a composição química das atmosferas dos planetas, como a sua rotação afeta a sua forma e como a inclinação da sua estrela hospedeira se compara à das suas órbitas. Uma investigação mais aprofundada poderá fornecer novas informações sobre como TOI-791 b e TOI-791 c migraram pelo sistema planetário durante o seu desenvolvimento, se as suas órbitas foram moldadas por interações com outros planetas e como os planetas "superinchados" de baixa densidade se formam.

Um artigo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Observatoire de la Côte d’Azur

Descoberto sistema planetário através do efeito de microlente

Pela primeira vez, a missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA identificou um planeta em órbita de uma estrela distante graças a ondulações no espaço-tempo.

© NASA (ilustração do exoplaneta Gaia23bra b próximo de sua estrela)

Ao contrário dos planetas em trânsito que orbitam muito perto da sua estrela, que o TESS revela regularmente, o exoplaneta recém-descoberto pelo efeito de microlente é um super-Júpiter que orbita longe da sua estrela hospedeira.

Com 1,6 vezes a massa de Júpiter e uma distância orbital semelhante, seria extremamente improvável encontrar um planeta deste tipo através do principal método de detecção para o qual o TESS foi concebido. 

Os astrônomos encontraram o primeiro indício do planeta, denominado Gaia23bra b, em 2023, utilizando o telescópio espacial Gaia da ESA, agora aposentado. O sistema de alertas do Gaia assinalou uma estrela que se tornou mais brilhante, algo que pode acontecer quando uma estrela em primeiro plano passa à frente de outra mais distante e amplia a sua luz através do fenômeno de microlente gravitacional.

A análise da equipe, revelou que Gaia23bra b, que orbita uma anã laranja com cerca de 80% da massa do Sol, se encontra a quase 40.000 anos-luz da Terra, excedendo em muito o raio de busca habitual do TESS, de cerca de 150 anos-luz. Dos mais de 6.000 exoplanetas conhecidos, cerca de três-quartos foram descobertos através do método de trânsito, a técnica típica de detecção de planetas utilizada pelo TESS. Sendo que menos de 5% dos exoplanetas conhecidos foram revelados através das microlentes.

Este fenômeno de curvatura da luz ocorre quando duas estrelas se alinham muito próximas uma da outra, do nosso ponto de vista. A luz da estrela mais distante curva-se à medida que atravessa o espaço-tempo distorcido pela massa da estrela mais próxima. Se o alinhamento for especialmente preciso, a estrela mais próxima atua como uma lente cósmica, focando e ampliando a luz da estrela de fundo. Os planetas que orbitam a estrela em primeiro plano também podem alterar a luz da estrela distante, atuando como as suas próprias lentes minúsculas. 

Os astrônomos observam esse efeito como um pico no brilho da estrela. O método de trânsito é o mais eficaz para encontrar planetas grandes que orbitam muito perto das suas estrelas hospedeiras; os planetas grandes bloqueiam mais da luz estelar, enquanto os planetas mais próximos têm mais probabilidades de passar à frente da estrela hospedeira. O efeito de microlente não é adequado para descobrir planetas enormes e próximos, porque os seus sinais gravitacionais acabariam por se confundir.

Os trânsitos fornece o tamanho de um planeta e, em conjunto com outros métodos, podemos determinar a sua massa e densidade. As microlentes fornecem as massas e as distâncias orbitais de planetas que, de outra forma, nunca seriam vistos. Mas as observações de microlentes são oportunidades limitadas no tempo.

O fenômeno de microlente identifica planetas semelhantes aos do Sistema Solar, isto oferece uma nova oportunidade para compreender como sistemas planetários como o nosso variam em diferentes regiões da Galáxia.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: NASA

Distância até aos braços espirais exteriores da Via Láctea

Os telescópios espaciais de raios X, XMM-Newton da ESA, e Chandra da NASA, detectaram os remanescentes de três explosões brilhantes que ecoam pelos braços espirais exteriores da Via Láctea.

© ESA (ilustração de nova posição dos braços da Via Láctea)

Ao medirem a distância até esses ecos, os telescópios descobriram que os braços exteriores estão até 10% mais distantes do que pensávamos. Talvez surpreendentemente, não sabemos muito sobre a estrutura das regiões exteriores da nossa Galáxia. É difícil observar a nossa Galáxia a partir do interior; o Sistema Solar está bem aninhado no seu disco, impedindo uma visão panorâmica, e muitas regiões estão obscurecidas por densas nuvens de poeira cósmica.

Mas isto está mudando, pois foi possível aprender muito desde o lançamento do telescópio espacial Gaia da ESA, dedicado ao estudo das estrelas. Utilizando dados recolhidos pelo Gaia, os cientistas estão atualmente mapeando a Via Láctea com mais pormenor do que nunca, medindo distâncias precisas até às suas estrelas. Antes do Gaia, nem sequer havia certeza se a Via Láctea tinha dois ou quatro braços espirais (agora sabemos que a resposta é quatro). Recentemente, outra missão da ESA descobriu uma nova forma de mapear os confins da nossa Galáxia.

Normalmente, modelamos os braços exteriores da Via Láctea de forma indireta, com base no que sabemos sobre a rotação da nossa Galáxia, mas fazê-lo desta forma deixa margem para erros. Em vez disso, foi analisado o rescaldo de três explosões cósmicas que ocorreram em galáxias muito mais distantes. Estas explosões lançaram raios X que ecoaram por vários dos braços exteriores da Via Láctea, onde foram medidas diretamente as distâncias até a esses ecos.

Os raios X foram emitidos por três explosões brilhantes conhecidas como GRBs ("Gamma-Ray Bursts). Os raios X foram refletidos e dispersados por grãos de poeira nos braços espirais da Via Láctea, formando anéis brilhantes que foram depois detectados pelo XMM-Newton e pelo Chandra.

Ao estudar a forma como estes ecos em forma de anel se expandiram lentamente ao longo do tempo, os pesquisadores conseguiram determinar com precisão a distância dos grãos de poeira que causaram a dispersão. Como estes se encontram em nuvens dentro dos braços da Via Láctea, a equipe conseguiu medir diretamente a distância dos braços. Além de confirmarem a distância conhecida do braço de Perseu, os cientistas descobriram que dois dos braços da Via Láctea, o Braço Exterior de Scutum-Centaurus e o Braço Exterior, se situam até 10% mais longe do que era conhecido.

Embora o Gaia tenha revolucionado a nossa compreensão da Via Láctea, as medições de distância disponibilizadas até agora pelo telescópio são menos precisas no que diz respeito aos braços exteriores. A utilização de raios X para determinar as distâncias até às nuvens de poeira, tal como fizeram aqui o XMM-Newton e o Chandra, é altamente precisa a distâncias maiores, permitindo aos pesquisadores reverem o mapa da parte exterior da Via Láctea.

O que sabemos sobre a Via Láctea continuará aumentando nos próximos anos. A par dos dados cada vez mais detalhados das quarta e quinta publicações de dados do Gaia (previstas para dezembro de 2026 e após o final de 2030, respectivamente), o observatório de raios X de próxima geração da ESA, NewAthena, está prestes a transformar a astronomia de raios X e a permitir que os cientistas explorem ecos de raios X muito mais tênues nos confins da Via Láctea.

Um artigo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics.

Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics