Até agora, descobrimos centenas de estrelas com vários planetas orbitando-as espalhadas por toda a galáxia. Cada um é único, mas um sistema orbitando a estrela HD 158259, a 88 anos-luz de distância, é verdadeiramente especial.
A própria estrela tem quase a mesma massa e um pouco maior que o Sol – uma minoria em nossas caçadas de exoplanetas. É orbitado por seis planetas: uma super-Terra e cinco mini-Neptunes.
Depois de monitorá-lo por sete anos, os astrônomos descobriram que todos os seis desses planetas estão orbitando HD 158259 em ressonância orbital quase perfeita. Essa descoberta pode nos ajudar a entender melhor os mecanismos de formação do sistema planetário e como eles terminam nas configurações que vemos.
A ressonância orbital ocorre quando as órbitas de dois corpos ao redor de seu corpo original estão intimamente ligadas, uma vez que os dois corpos orbitais exercem influência gravitacional um sobre o outro. No Sistema Solar, é muito raro em corpos planetários; provavelmente o melhor exemplo é Plutão e Netuno.
Esses dois corpos estão no que é descrito como uma ressonância orbital 2: 3. Para cada duas voltas que Plutão dá ao redor do Sol, Netuno dá três. É como compassos musicais tocados simultaneamente, mas com compassos diferentes – duas batidas para a primeira, três para a segunda.
Ressonâncias orbitais também foram identificadas em exoplanetas. Mas cada planeta orbitando HD 158259 está em uma ressonância de quase 3: 2 com o próximo planeta longe da estrela, também descrito como uma razão de período de 1,5. Isso significa que para cada três órbitas que cada planeta faz, o próximo a completar duas.
Usando medições feitas com o espectrógrafo SOPHIE e o telescópio espacial de caça a exoplanetas TESS, uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo astrônomo Nathan Hara, da Universidade de Genebra, na Suíça, foi capaz de calcular com precisão as órbitas de cada planeta.
Eles são todos muito próximos. Começando mais próximo da estrela – a super-Terra, revelada pelo TESS como sendo cerca de duas vezes a massa da Terra – as órbitas são 2,17, 3,4, 5,2, 7,9, 12 e 17,4 dias.
Estes produzem razões de período de 1,57, 1,51, 1,53, 1,51 e 1,44 entre cada par de planetas. Essa não é uma ressonância perfeita – mas é próxima o suficiente para classificar o HD 158259 como um sistema extraordinário.
E isso, os pesquisadores acreditam, é um sinal de que os planetas que orbitam a estrela não se formaram onde estão agora.
“Vários sistemas compactos com vários planetas em ou perto de ressonâncias são conhecidos, como TRAPPIST-1 ou Kepler-80”, explicou o astrônomo Stephane Udry, da Universidade de Genebra.
“Acredita-se que tais sistemas se formem longe da estrela antes de migrar para ela. Nesse cenário, as ressonâncias desempenham um papel crucial.”
Isso porque acredita-se que essas ressonâncias ocorram quando embriões planetários no disco protoplanetário crescem e migram para dentro, para longe da borda externa do disco. Isso produz uma cadeia de ressonância orbital em todo o sistema.
Então, uma vez que o gás restante do disco se dissipa, isso pode desestabilizar as ressonâncias orbitais – e isso pode ser o que estamos vendo com HD 158259. E essas pequenas diferenças nas ressonâncias orbitais podem nos dizer mais sobre como essa desestabilização está ocorrendo.
“A atual diferença de proporção do período de 3: 2 contém uma riqueza de informações”, disse Hara.
“Com esses valores de um lado, e modelos de efeito de maré do outro, poderíamos restringir a estrutura interna dos planetas em um estudo futuro. Em resumo, o estado atual do sistema nos dá uma janela para sua formação.”
Publicado em 14/01/2021 15h20
Artigo original:
Estudo original: