Quando a NASA lançou o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) em 2018, ele tinha um objetivo específico. Enquanto seu antecessor, a sonda Kepler, encontrou milhares de exoplanetas, muitos deles gigantes gigantes de gás. O TESS foi enviado ao espaço com uma promessa: encontrar planetas menores, de tamanho semelhante à Terra e Netuno, orbitando estrelas estáveis sem muito brilho. Os astrônomos esperavam que essas restrições identificassem mais exoplanetas potencialmente habitáveis.
Com a descoberta de três novos exoplanetas, a TESS está cumprindo sua promessa.
Os três novos exoplanetas não são o que estamos acostumados. Durante a missão da sonda Kepler, nos acostumamos às descobertas de exoplanetas. Mas os planetas eram em sua maioria maiores que a Terra, e muitos deles eram gigantes gasosos, Júpiteres quentes e coisas do tipo. Mas esses três novos são diferentes: um é um pouco maior que a Terra, e os outros dois têm aproximadamente o dobro do tamanho de Netuno, que é pequeno em termos de exoplaneta.
Todos os três orbitam uma estrela fraca e fria chamada TOI (Objeto de Interesse do TESS) 270, a cerca de 73 anos-luz de distância na constelação de Pictor. O TOI 270 é uma estrela anã do tipo M que é cerca de 40% menor que o nosso Sol, tanto em massa quanto em tamanho. Também é cerca de um terço mais frio que o sol. Os três planetas são temperados em termos planetários, mas os planetas ainda são muito quentes em comparação com a Terra, porque estão próximos de sua estrela.
Os três planetas são nomeados TOI 270 b, c e d, do planeta mais interno ao mais externo, seguindo a convenção.
O TOI 270 b é provavelmente um mundo rochoso como a Terra, mas cerca de 25% maior. Leva apenas 3,4 dias para orbitar sua estrela, a uma distância de 0,03 UA, cerca de 13 vezes mais perto de sua estrela do que Mercúrio está no Sol. A equipe do TESS supõe que seja cerca de 1,9 vezes mais massiva que a Terra.
Infelizmente, 270 b é escaldante. Não é tão quente quanto muitos dos Júpiteres quentes que Kepler descobriu, mas ainda é quente demais para a vida como a conhecemos. Sua temperatura de equilíbrio - a temperatura antes de qualquer efeito atmosférico - é de 254 graus Celsius (490 F.).
O planeta do meio é chamado TOI 270 c, e é 2,4 vezes maior que a Terra. Ele orbita a estrela a cada 5,7 dias. O planeta mais externo, 270 d, é 2,1 vezes maior que a Terra e orbita a estrela a cada 11,4 dias. Eles estão chamando esses dois planetas de 'mini-Netuno' porque são compostos principalmente de gás e têm cerca da metade do tamanho de Netuno. Os dois também estão presos à sua estrela.
O planeta mais externo é de particular interesse para os cientistas, porque é o planeta mais temperado dos três. A temperatura de equilíbrio do TOI 270 d é de cerca de 66 graus Celsius (150 F), ainda muito quente em termos terrestres, mas temperado o suficiente para ser raro para exoplanetas.
O novo artigo que descreve essas descobertas é publicado na revista Nature Astronomy. O artigo é intitulado "Uma super-Terra e dois sub-Netuno transitando pelo anão M, próximo e quieto TOI-270".
"Este sistema é exatamente o que o TESS foi projetado para encontrar - planetas pequenos e temperados que passam ou transitam diante de uma estrela hospedeira inativa, sem uma atividade estelar excessiva, como explosões", disse o pesquisador-chefe Maximilian Günther, pós-doutorado em Torres. Membro do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), em Cambridge. “Essa estrela é quieta e muito próxima de nós e, portanto, muito mais brilhante que as estrelas hospedeiras de sistemas comparáveis. Com observações de acompanhamento prolongadas, em breve poderemos determinar a composição desses mundos, estabelecer se há atmosferas presentes e quais gases eles contêm e muito mais.
Essas descobertas são interessantes porque nosso Sistema Solar não contém nada parecido com os dois mini-Netuno, ou sub-Netuno. De fato, planetas com tamanhos entre 1,5 e 2 vezes o tamanho da Terra também são muito raros na população de exoplanetas, tanto quanto sabemos.
"Um aspecto interessante desse sistema é que seus planetas ocupam uma lacuna bem estabelecida em tamanhos planetários conhecidos", disse o co-autor Fran Pozuelos, pesquisador de pós-doutorado da Universidade de Liège, na Bélgica. “É incomum que os planetas tenham tamanhos entre 1,5 e duas vezes o tamanho da Terra por razões provavelmente relacionadas à forma como os planetas se formam, mas esse ainda é um tópico altamente controverso. O TOI 270 é um excelente laboratório para estudar as margens dessa lacuna e nos ajudará a entender melhor como os sistemas planetários se formam e evoluem. ”
Os astrônomos esperavam que o TESS encontrasse esses tipos de planetas para que outros telescópios pudessem fazer observações posteriores. Em particular, o Telescópio Espacial James Webb será capaz de identificar as atmosferas de alguns desses planetas.
"O TOI 270 está perfeitamente situado no céu para estudar a atmosfera de seus planetas com o futuro Telescópio Espacial James Webb da NASA", disse a coautora Adina Feinstein, uma estudante de doutorado da Universidade de Chicago. "Será observável por Webb por mais de meio ano, o que poderia permitir estudos de comparação realmente interessantes entre as atmosferas do TOI 270 ce ed."
A equipe por trás desses resultados acha que, embora esses resultados sejam empolgantes, há mais nesse sistema solar. Observação adicional pode revelar outros planetas. Talvez haja outro planeta rochoso mais distante da estrela do que o TOI 270 d. Nesse caso, pode ser ainda mais temperado. E se tiver um núcleo rochoso e uma atmosfera, poderá abrigar água líquida em sua superfície.
Estes são tempos emocionantes na pesquisa de exoplanetas. Com resultados como esses, e com o James Webb entrando on-line, eventualmente, nosso entendimento da população de exoplanetas crescerá aos trancos e barrancos.
Mais:
- Press Release: Missão TESS da NASA registra 'Hat Trick' com 3 novos mundos
- Trabalho de Pesquisa: Uma super-Terra e dois sub-Netuno transitando na vizinha e tranquila anã M TOI-270
- TESS da NASA
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