Novas pesquisas lançam luz sobre como o “planeta infernal” ficou tão quente e como outros mundos podem se tornar quentes demais para a vida.
Esse mundo rochoso, 55 Cnc e (apelidado de “Janssen”), orbita sua estrela tão de perto que um ano dura apenas 18 horas, sua superfície é um gigante oceano de lava e seu interior pode estar repleto de diamantes.
As novas percepções vêm graças a uma nova ferramenta chamada EXPRES, que capturou medições ultraprecisas da luz das estrelas brilhando no sol de Janssen, conhecida como Copernicus ou 55 Cnc. As medições de luz mudaram ligeiramente quando Janssen se moveu entre a Terra e a estrela (um efeito semelhante à nossa lua bloqueando o sol durante um eclipse solar).
Ao analisar essas medições, os astrônomos descobriram que Janssen orbita Copérnico ao longo do equador da estrela – ao contrário dos outros planetas de Copérnico, que estão em caminhos orbitais tão diferentes que nunca se cruzam entre a estrela e a Terra, relatam os pesquisadores em 8 de dezembro na Nature Astronomy.
A implicação é que Janssen provavelmente se formou em uma órbita relativamente mais fria e caiu lentamente em direção a Copérnico ao longo do tempo. À medida que Janssen se aproximava, a atração gravitacional mais forte de Copérnico alterava a órbita do planeta.
“Aprendemos como esse sistema multiplanetário – um dos sistemas com mais planetas que encontramos – chegou ao seu estado atual”, diz a principal autora do estudo, Lily Zhao, pesquisadora do Flatiron Institute’s Center for Astrofísica Computacional (CCA) em Nova York.
Mesmo em sua órbita original, o planeta “provavelmente era tão quente que nada do que sabemos seria capaz de sobreviver na superfície”, diz Zhao. Ainda assim, as novas descobertas podem ajudar os cientistas a entender melhor como os planetas se formam e se movem ao longo do tempo. Essas informações são críticas para descobrir o quão comuns são os ambientes semelhantes à Terra no universo e, portanto, quão abundante pode ser a vida extraterrestre.
Afinal, nosso sistema solar é o único lugar no cosmos onde sabemos que existe vida. Também é plano como uma panqueca – todos os planetas orbitam a poucos graus um do outro, tendo se formado a partir do mesmo disco de gás e poeira. Quando as missões de caça a exoplanetas começaram a descobrir mundos em torno de estrelas distantes, eles encontraram muitos planetas que não orbitavam suas estrelas hospedeiras em um plano plano. Isso levantou a questão de saber se nosso sistema solar em forma de panqueca é realmente uma raridade.
O sistema planetário de Copérnico, que está a 40 anos-luz de distância da Terra, é de particular interesse devido ao quão bem estudado e complexo é: cinco exoplanetas orbitam uma estrela da sequência principal (a categoria mais comum de estrela) em um par binário com um estrela anã vermelha. Na verdade, Janssen foi a primeira ‘super-Terra’ descoberta em torno de uma estrela da sequência principal. Embora Janssen tenha uma densidade semelhante à da Terra e provavelmente seja rochoso, é cerca de oito vezes mais massivo e duas vezes mais largo.
Após sua descoberta e confirmação, Janssen se tornou o primeiro exemplo conhecido de um planeta de período ultracurto. A órbita de Janssen tem um raio mínimo de aproximadamente 2 milhões de quilômetros. (Para comparação, a de Mercúrio tem 46 milhões de quilômetros e a da Terra tem cerca de 147 milhões.) A órbita de Janssen é tão apertada em torno de Copérnico que, a princípio, alguns astrônomos duvidaram de sua existência.
Determinar o caminho de Janssen em torno de Copérnico pode revelar muito sobre a história do planeta, mas fazer essas medições é incrivelmente difícil. Os astrônomos estudaram Janssen medindo a queda no brilho de Copérnico toda vez que o planeta se interpõe entre a estrela e a Terra.
Esse método não informa em que direção o planeta está se movendo. Para descobrir isso, os astrônomos aproveitam o mesmo efeito Doppler usado em câmeras de alta velocidade. Quando uma fonte de luz está se movendo em sua direção, o comprimento de onda da luz que você vê é menor (e, portanto, mais azul). Quando está se afastando, a frequência é mais ampla e a luz fica mais vermelha.
À medida que Copérnico gira, metade da estrela gira em nossa direção e a outra metade se afasta. Isso significa que metade da estrela é um pouco mais azul e a outra metade é um pouco mais vermelha (e o espaço no meio não está deslocado). Assim, os astrônomos podem rastrear a órbita de Janssen medindo quando está bloqueando a luz do lado mais vermelho, do lado mais azul e da seção intermediária inalterada.
A diferença resultante na luz das estrelas, no entanto, é quase imensuravelmente pequena. As equipes já haviam tentado antes, mas não conseguiram determinar com precisão o caminho orbital do planeta. O avanço na nova pesquisa veio do EXtreme PREcision Spectrometer (EXPRESS) no Lowell Discovery Telescope do Lowell Observatory, no Arizona. Fiel ao seu nome, o espectrômetro oferecia a precisão necessária para perceber os minúsculos desvios de vermelho e azul da luz.
As medições do EXPRES revelaram que a órbita de Janssen está aproximadamente alinhada com o equador de Copérnico, um caminho que torna Janssen único entre seus irmãos.
Pesquisas anteriores sugerem que a órbita próxima da anã vermelha resultou no desalinhamento dos planetas em relação a Copérnico. No novo estudo, os pesquisadores propõem que as interações entre os corpos celestes mudaram Janssen para sua localização infernal atual. À medida que Janssen se aproximava de Copérnico, a gravidade da estrela tornou-se cada vez mais dominante. Como o Copérnico está girando, a força centrífuga fez com que sua seção central se projetasse ligeiramente para fora e sua parte superior e inferior achatassem. Essa assimetria afetou a gravidade sentida por Janssen, alinhando o planeta com o equador mais espesso da estrela.
Com a história de Janssen iluminada, Zhao e seus colegas agora planejam estudar outros sistemas planetários. “Esperamos encontrar sistemas planetários semelhantes ao nosso”, diz ela, “e entender melhor os sistemas que conhecemos”.
Publicado em 14/12/2022 00h49
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