Os astrônomos descobriram um sistema no qual as órbitas dos planetas são quase perpendiculares entre si.
Todos os planetas do nosso sistema solar orbitam o Sol dentro de alguns graus de um plano plano que se estende para fora do equador de nossa estrela – seu plano equatorial. Isso faz sentido. Nosso sistema solar começou como uma nuvem de gás e poeira sem forma e giratória. Eventualmente, com a formação de uma estrela em rotação em seu núcleo, a conservação do momento angular fez com que essa nuvem giratória se achatasse em um disco. Esse disco giratório de material deu origem a todos os planetas de nosso sistema solar. Portanto, observando os meandros mais sutis, parece difícil imaginar os planetas principais orbitando nossa estrela hospedeira de qualquer outra forma.
Surpreendentemente, porém, quanto mais olhamos para outras estrelas, mais percebemos que nosso sistema solar não é a norma. Por exemplo, tome os três planetas orbitando HD 3167, uma estrela imperceptível a cerca de 150 anos-luz de distância na constelação de Peixes. De acordo com um novo estudo publicado em 27 de outubro na Astronomy & Astrophysics, alguns dos planetas deste sistema giram em torno de sua estrela hospedeira em órbitas quase perpendiculares ao plano equatorial da estrela. Embora os cientistas ainda estejam tentando entender como essa configuração maluca surgiu, eles suspeitam que o puxão gravitacional de um quarto planeta massivo ainda não descoberto é o culpado.
Seguindo a sombra de um planeta
Todos os três planetas conhecidos neste estranho sistema poderiam caber facilmente na órbita de Mercúrio. O planeta mais interno é HD 3167b, uma super-Terra cerca de cinco vezes mais massiva e 1,7 vezes mais larga que a Terra. Movendo-se rapidamente em uma órbita estreita, HD 3167b circula sua estrela em menos de um dia. O planeta mais externo, HD 3167c, leva cerca de 30 dias para orbitar seu hospedeiro. HD 3176c é um mini-Neptuno com uma massa de cerca de 10 Terras. Orbitando entre esses dois mundos, com um período de cerca de 8,5 dias, está outro mini-Netuno: HD 3167d.
Tanto o planeta interno (b) quanto o externo (c) transitam por sua estrela hospedeira de nossa perspectiva, fornecendo aos astrônomos os dados de que precisam para calcular tamanhos e massas precisos. Além do mais, esses trânsitos também permitem que os pesquisadores determinem a orientação da órbita de cada planeta.
“Uma estrela não é uma fonte pontual, é um grande objeto e gira por si mesma”, explica Vincent Bourrier, pesquisador e professor da Universidade de Genebra e principal autor do novo estudo. A luz que vem do lado da estrela que se move em nossa direção parece mais azul, e a luz que vem do lado que se afasta de nós parece mais vermelha. Um planeta cede seu movimento orbital quando passa na frente da superfície da estrela, ocultando (ou bloqueando) partes da estrela que se movem em velocidades diferentes.
Nos últimos anos, Bourrier e seus colegas em Genebra aprimoraram sua capacidade de identificar órbitas planetárias usando esse princípio. E o esforço extra valeu a pena em 2019, quando eles descobriram que HD 3176c orbita o pólo de sua estrela hospedeira, não em seu plano equatorial. O planeta do meio (d) provavelmente tem uma órbita polar com inclinação semelhante e altamente desalinhada.
Agora, o novo artigo levou essa técnica ao seu limite para determinar o movimento orbital do planeta mais interno (b), que é até o momento o menor planeta a ser estudado dessa forma. O resultado foi surpreendente: a órbita do HD 3167b é quase perpendicular à do HD 3167c.
Arquiteturas planetárias surpreendentes
Esta não é a primeira vez que astrônomos medem a orientação das órbitas de vários planetas em torno da mesma estrela. Por exemplo, as órbitas de dois planetas no sistema Kepler-56 são inclinadas cerca de 45 ° em comparação com o plano equatorial de suas estrelas. Da mesma forma, o primário no sistema de estrelas triplas K2-290A abriga dois planetas cujas órbitas são inclinadas em 124 ° em comparação com sua estrela – e esses planetas realmente se movem na direção oposta da rotação de sua estrela.
Ainda assim, o sistema HD 3167 é único até agora. “Nunca vi uma inclinação mútua tão grande realmente medida em um sistema de dois planetas próximos antes”, disse Rebekah Dawson, professora associada da Universidade Estadual da Pensilvânia que não estava envolvida no novo estudo.
O que poderia fazer com que planetas no mesmo sistema tivessem órbitas tão profundamente diferentes? A equipe sugere que outro planeta mais massivo pode estar à espreita nos arredores do sistema. Nesse caso, sua gravidade pode ter causado o desalinhamento das órbitas dos planetas internos. Por outro lado, o planeta mais interno foi tão fortemente acoplado à estrela que manteve seu alinhamento inicial.
Dawson concorda que o cenário proposto é viável. No entanto, diz ela, neste momento as informações disponíveis não são suficientes para tirar conclusões firmes. Ajudaria saber a excentricidade do HD 3167c, que é uma medida de quão elíptica é uma órbita. “Na maioria dos casos [de perturbação do planeta], eu esperaria uma alta excentricidade”, diz Dawson.
Bourrier e seus colegas já estão ocupados examinando ainda mais o sistema. Observações adicionais da luz da estrela devem definir ainda mais as órbitas dos planetas, incluindo suas excentricidades, que ainda não são conhecidas. Além disso, a equipe irá procurar evidências diretas do suposto quarto planeta. “Com a imagem direta, você pode, se tiver sorte, detectar diretamente a luz vinda de um objeto”, diz Bourrier.
Independentemente do resultado, quanto mais sistemas planetários estudamos, mais fica claro que nosso sistema solar teve uma história muito diferente – e talvez muito mais suave – do que muitos outros. Mas um fluxo contínuo de descobertas inesperadas, como o sistema HD 3167, ajudará os astrônomos a fazer um balanço de todos os cenários de formação planetária possíveis, talvez lançando mais luz sobre o que torna nosso Sol e os planetas ao seu redor tão especiais ao longo do caminho.
Publicado em 05/12/2021 10h43
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