Um exoplaneta recém-descoberto a apenas 200 anos-luz de distância pode lançar uma nova luz sobre um dos mistérios mais estranhos da ciência planetária.
Com cerca de 1,8 vezes o raio da Terra, o objeto chamado TOI-1075b está entre os maiores exemplos de um exoplaneta super-Terra que encontramos até hoje. Ele também fica solidamente no que chamamos de intervalo de raio do pequeno planeta; um aparente déficit de planetas entre 1,5 e 2 raios terrestres.
Super-Terras rochosas ligeiramente menores foram encontradas. Assim, mundos ligeiramente maiores se acumularam com atmosferas inchadas, conhecidas como mini-Netunos. Mas no meio, é uma espécie de deserto.
Essa circunferência adicional também não é toda inchada. A massa do TOI-1075b é 9,95 vezes maior que a da Terra. Isso é muito pesado para um mundo gasoso; na densidade inferida, o exoplaneta provavelmente será rochoso, como Mercúrio, Terra, Marte e Vênus. Essa peculiaridade o torna um candidato ideal para investigar teorias de formação e evolução planetária.
A lacuna do raio do pequeno planeta só foi identificada há alguns anos, em 2017, quando tínhamos um catálogo grande o suficiente de exoplanetas (planetas extrasolares ou planetas fora do Sistema Solar) para que os cientistas percebessem um padrão. Para exoplanetas dentro de uma certa proximidade de suas estrelas, foram encontrados muito poucos mundos que atravessam essa lacuna.
Há várias explicações possíveis para isso; a principal parece ser que, abaixo de um certo tamanho, um exoplaneta simplesmente não tem massa para reter uma atmosfera contra a radiação evaporativa tão próxima da estrela hospedeira. De acordo com este modelo, os exoplanetas na lacuna devem, portanto, ter uma atmosfera bastante considerável, consistindo principalmente de hidrogênio e hélio.
Digite TOI-1075b. Foi detectado em dados do telescópio de caça a exoplanetas da NASA, TESS. Abreviação de Transiting Exoplanet Survey Satellite, o TESS procura por quedas fracas e regulares na luz de outras estrelas, sugerindo que essas estrelas estão sendo orbitadas por um exoplaneta. Os astrônomos também podem dizer o raio desse exoplaneta com base em quanto da luz da estrela está sendo esmaecida.
Os dados do TESS sugeriram que a estrela anã laranja TOI-1075 estava sendo orbitada por um exoplaneta com cerca de 1,72 vezes o raio da Terra, em um período orbital de cerca de 14,5 horas. Isso chamou a atenção do astrônomo Zahra Essack, do MIT, que está estudando super-Terras quentes. Nesse raio e proximidade, o mundo então candidato se encaixa nos critérios para um mundo com intervalo de raio.
O próximo passo para tentar entender a natureza desse exoplaneta foi pesá-lo. Isso envolve alavancar um efeito diferente que um exoplaneta tem em sua estrela hospedeira: gravitacional. A maior parte da gravidade em uma interação estrela-planeta é fornecida pela estrela, mas o planeta também exerce um pequeno puxão gravitacional de volta à estrela. Isso significa que uma estrela oscila muito levemente no local, e os astrônomos podem detectar isso em pequenas mudanças na luz da estrela.
Se soubermos a massa da estrela, essas mudanças podem ser usadas para medir a massa do planeta que balança a estrela. O TOI-1075 tem uma massa e um raio de cerca de 60% do nosso próprio Sol, então Essack e seus colegas conseguiram calcular com precisão a massa do exoplaneta para 9,95 massas terrestres. E suas medições precisas do tamanho retornaram 1.791 raios terrestres.
Se você sabe o quão grande algo é, e quão pesado é, você pode calcular sua densidade média. E TOI-1075b? Acabou por ser um chonk absoluto. Tem uma densidade de 9,32 gramas por centímetro cúbico. Isso é quase o dobro da densidade da Terra de 5,51 gramas por centímetro cúbico, tornando-a uma candidata à super-Terra mais densa dos livros.
Um exoplaneta na lacuna de massa deve ter uma atmosfera substancial de hidrogênio-hélio. A densidade do TOI-1075b é inconsistente com uma atmosfera substancial. Isso é muito curioso. Mas o que o exoplaneta poderia ter é potencialmente ainda mais fascinante.
“Com base na composição prevista do TOI-1075b e no período orbital ultracurto, não esperamos que o planeta tenha retido um envelope H/He”, escrevem os pesquisadores em seu artigo.
“Mas, o TOI-1075b poderia ter: nenhuma atmosfera (rocha nua); uma atmosfera de vapor de metal/silicato com uma composição definida pelo oceano de magma em vaporização na superfície, já que a temperatura de equilíbrio do TOI-1075 b é quente o suficiente para derreter uma rocha rochosa superfície; ou, especialmente na extremidade inferior de sua faixa de densidade média permitida, possivelmente uma fina H/He ou CO2 ou outra atmosfera.”
Sim, você leu certo. TOI-1075b é tão quente (por estar tão perto de sua estrela) que sua superfície pode ser um oceano de magma que produz uma atmosfera de rocha vaporizada.
A boa notícia aqui é que podemos descobrir. Como vimos recentemente, o JWST é poderosamente adepto de perscrutar as atmosferas de exoplanetas. Apontá-lo para o TOI-1075b deve revelar se ele tem uma atmosfera fina, uma atmosfera de silicato ou nenhuma atmosfera – e essa informação pode revelar alguma peculiaridade anteriormente desconhecida da formação e evolução do planeta e como as super-Terras perdem seu gás.
O planeta havia sido adicionado anteriormente ao Arquivo de Exoplanetas da NASA.
Publicado em 28/11/2022 09h03
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