Os resultados foram publicados em 25 de janeiro na revista Astronomy and Astrophysics.
Na animação do artista acima – que é através do Observatório Europeu do Sul – o movimento rítmico dos planetas em torno de sua estrela central é representado por uma harmonia musical:
– Criado atribuindo uma nota (na escala pentatônica) a cada um dos planetas. Esta nota é tocada quando um planeta completa uma órbita completa ou meia órbita; quando os planetas se alinham nesses pontos de suas órbitas, eles tocam em ressonância.
Assim, cinco dos mundos do sistema TOI-178 criam uma espécie de música das esferas. Nesse ínterim, disse a ESA, os planetas têm composições muito diferentes uns dos outros.
Esses planetas distantes não são os únicos objetos no espaço conhecidos por seguirem órbitas de ressonância. Três das luas de Júpiter – Io, Europa e Ganimedes – fazem algo semelhante. Para cada órbita da Europa, Ganimedes completa duas órbitas e Io completa quatro. Os astrônomos diriam que este é um padrão 4: 2: 1. ESA explicou:
No sistema TOI-178, o movimento ressonante é muito mais complexo, pois envolve cinco planetas, seguindo um padrão 18: 9: 6: 4: 3. Enquanto o segundo planeta da estrela (o primeiro no padrão) completa 18 órbitas, o terceiro planeta da estrela (segundo no padrão) completa nove órbitas e assim por diante.
O astrofísico Adrien Leleu, da University of Bern, da University of Geneva e do National Center of Competence in Research PlanetS liderou a pesquisa. Sua equipe descobriu as relações entre cinco dos seis planetas orbitando a estrela TOI-178. Leleu disse:
Este resultado nos surpreendeu, pois observações anteriores com o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA apontaram para um sistema de três planetas, com dois planetas orbitando muito próximos. Portanto, observamos o sistema com instrumentos adicionais, como o espectrógrafo ESPRESSO terrestre no Observatório Paranal do Observatório Europeu do Sul (ESO) no Chile, mas os resultados foram inconclusivos.
Quando Leleu e seus colegas propuseram investigar o sistema mais de perto, eles não tinham certeza do que encontrariam. Leleu disse:
Depois de analisar os dados de 11 dias de observação do sistema com CHEOPS, parecia que havia mais planetas do que havíamos pensado inicialmente.
A equipe havia identificado pelo menos cinco planetas. Eles decidiram investir mais um dia de precioso tempo de observação no sistema para confirmar. Eles descobriram que havia de fato cinco planetas presentes com períodos orbitais de cerca de 2, 3, 6, 10 e 20 dias, respectivamente.
Enquanto um sistema com cinco planetas teria sido uma descoberta notável em si, Leleu e seus colegas notaram que pode haver mais nesta história: o sistema parecia estar em harmonia. Leleu explicou:
Nossa teoria implicava que poderia haver um planeta adicional nesta harmonia; entretanto, seu período orbital precisava ser quase 15 dias.
Para verificar se sua teoria era de fato verdadeira, a equipe programou mais uma observação com o CHEOPS, no exato momento em que este planeta desaparecido passaria, se é que existia. Mas então, um acidente ameaçou cancelar seus planos. O co-autor Yann Alibert da Universidade de Berna comentou:
Pouco antes do momento da observação, um pedaço de lixo espacial ameaçou colidir com o satélite CHEOPS.
Portanto, o centro de controle da Agência Espacial Europeia (ESA) iniciou uma evasiva
manobra do satélite e todas as observações foram interrompidas. Outro co-autor, Nathan Hara, da Universidade de Genebra, disse:
Mas, para nosso grande alívio, essa manobra foi feita de maneira muito eficiente e o satélite pôde retomar as observações a tempo de capturar o misterioso planeta que passava. Poucos dias depois, os dados indicaram claramente a presença do planeta adicional e, portanto, confirmaram que havia de fato seis planetas no sistema TOI-178.
Com isso, veio outra surpresa: em comparação com a maneira ordenada e harmônica como os planetas orbitam em torno de sua estrela, suas densidades parecem ser uma mistura selvagem. A cientista do Projeto ESA Kate Isaak disse:
É a primeira vez que observamos algo assim. Nos poucos sistemas que conhecemos com tal harmonia, a densidade dos planetas diminui continuamente à medida que nos afastamos da estrela. No sistema TOI-178, um planeta terrestre denso como a Terra parece estar bem próximo a um planeta muito fofo com metade da densidade de Netuno, seguido por outro muito semelhante a Netuno.
Adrien Leleu concluiu:
O sistema, portanto, acabou por ser um que desafia nossa compreensão da formação e evolução dos sistemas planetários.
Resumindo: o sistema estelar TOI-178 agora é conhecido por ter 6 exoplanetas, com todos exceto um bloqueado em raras órbitas de ressonância. Conforme os planetas orbitam a estrela, eles fazem padrões que se repetem ritmicamente, com alguns planetas se alinhando a cada poucas órbitas. A Agência Espacial Européia anunciou a descoberta em 25 de janeiro de 2021. Ela disse que os planetas foram encontrados em dados coletados por seu telescópio caçador de planetas CHEOPS.
Publicado em 27/01/2021 09h46
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