Medições do satélite de pesquisa de exoplanetas em trânsito da NASA (TESS) permitiram aos astrônomos melhorar bastante sua compreensão do ambiente bizarro do KELT-9b, um dos planetas mais quentes já conhecidos.
“O fator de estranheza é alto com o KELT-9b”, disse John Ahlers, astrônomo da Universities Space Research Association em Columbia, Maryland, e o Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “É um planeta gigante em uma órbita quase polar em torno de uma estrela que gira rapidamente, e esses recursos complicam nossa capacidade de entender a estrela e seus efeitos no planeta”.
As novas descobertas aparecem em um artigo liderado por Ahlers publicado em 5 de junho no Astronomical Journal.
Localizado a cerca de 670 anos-luz de distância na constelação de Cygnus, o KELT-9b foi descoberto em 2017 porque o planeta passou na frente de sua estrela durante uma parte de cada órbita, um evento chamado trânsito. Os trânsitos diminuem regularmente a luz da estrela em uma quantidade pequena, mas detectável. Os trânsitos do KELT-9b foram observados pela pesquisa de trânsito do KELT, um projeto que coletava observações de dois telescópios robóticos localizados no 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, a TESS observou 27 trânsitos do KELT-9 b, fazendo medições a cada dois minutos. Essas observações permitiram à equipe modelar a estrela incomum do sistema e seu impacto no planeta.
O KELT-9 b é um mundo gigante de gás cerca de 1,8 vezes maior que Júpiter, com 2,9 vezes sua massa. As forças das marés travaram sua rotação, de modo que o mesmo lado sempre encara sua estrela. O planeta gira em torno de sua estrela em apenas 36 horas em uma órbita que a transporta quase diretamente acima dos dois pólos da estrela.
O KELT-9 b recebe 44.000 vezes mais energia de sua estrela do que a Terra do Sol. Isso torna a temperatura do dia em torno do planeta em torno de 4.300 graus Celsius, mais quente que as superfícies de algumas estrelas. Esse aquecimento intenso também faz com que a atmosfera do planeta flua para o espaço.
Sua estrela anfitriã também é uma esquisitice. É aproximadamente o dobro do tamanho do Sol e a média é 56% mais quente. Mas gira 38 vezes mais rápido que o Sol, completando uma rotação completa em apenas 16 horas. Sua rotação rápida distorce a forma da estrela, achatando-a nos pólos e ampliando sua seção central. Isso faz com que os pólos da estrela aqueçam e brilhem enquanto sua região equatorial esfria e escurece – um fenômeno chamado escurecimento da gravidade. O resultado é uma diferença de temperatura na superfície da estrela de quase 1.500 F (800 C).
A cada órbita, o KELT-9 b experimenta duas vezes toda a faixa de temperaturas estelares, produzindo o que equivale a uma sequência sazonal peculiar. O planeta experimenta “verão” quando oscila sobre cada pólo quente e “inverno” quando passa sobre a parte mais fria da estrela. Assim, o KELT-9 b experimenta dois verões e dois invernos a cada ano, com cada estação em torno de nove horas.
“É realmente intrigante pensar em como o gradiente de temperatura da estrela afeta o planeta”, disse Knicole Colón, de Goddard, co-autor do artigo. “Os níveis variáveis de energia recebidos de sua estrela provavelmente produzem uma atmosfera extremamente dinâmica”.
A órbita polar do KELT-9b em torno de sua estrela achatada produz trânsitos distintamente desequilibrados. O planeta começa seu trânsito perto dos polos brilhantes da estrela e depois bloqueia cada vez menos luz à medida que viaja sobre o equador mais escuro da estrela. Essa assimetria fornece pistas sobre as mudanças de temperatura e brilho na superfície da estrela, e elas permitiram que a equipe reconstruísse a forma arredondada da estrela, como ela é orientada no espaço, sua faixa de temperaturas da superfície e outros fatores que afetam o planeta.
“Dos sistemas planetários que estudamos através do escurecimento da gravidade, os efeitos no KELT-9b são de longe os mais espetaculares”, disse Jason Barnes, professor de física da Universidade de Idaho e co-autor do artigo. . “Este trabalho ajuda bastante a unificar o escurecimento da gravidade com outras técnicas que medem o alinhamento planetário, que, no final, esperamos revelar segredos sobre a formação e a história evolutiva dos planetas em torno de estrelas de alta massa”.
O TESS é uma missão do NASA Astrophysics Explorer liderada e operada pelo MIT em Cambridge, Massachusetts, e gerenciada pelo Goddard Space Flight Center da NASA. Parceiros adicionais incluem Northrop Grumman, com sede em Falls Church, Virginia; O Ames Research Center da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia; o Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, Massachusetts; Laboratório Lincoln do MIT; e o Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, em Baltimore. Mais de uma dúzia de universidades, institutos de pesquisa e observatórios em todo o mundo são participantes da missão.
Publicado em 02/07/2020 06h02
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