O anúncio de um sistema de sete planetas ao redor da estrela TRAPPIST-1 no início deste ano provocou uma onda de interesse científico. Não era apenas um dos maiores lotes de planetas descobertos em torno de uma única estrela, o fato de todos os sete terem uma natureza terrestre (rochosa) era altamente encorajador. Ainda mais encorajador foi o fato de que três desses planetas estavam em órbita na zona habitável da estrela.
Desde então, os astrônomos têm procurado aprender tudo o que podem sobre esse sistema de planetas. Além de terem ou não atmosferas, os astrônomos também estão procurando aprender mais sobre suas órbitas e condições de superfície. Graças aos esforços de uma equipe internacional de astrônomos liderada pela Universidade de Washington, agora temos uma idéia precisa de como podem ser as condições em seu planeta mais externo - TRAPPIST-1h.
De acordo com o estudo da equipe - "Uma cadeia ressonante de sete planetas no TRAPPIST-1", publicada recentemente na revista Astronomia da natureza - basearam-se em dados da missão Kepler para determinar o período orbital do planeta. Especificamente, eles consultaram os dados obtidos durante a Campanha 12 da missão K2, um período de observação de 79 dias que decorreu de 15 de dezembro de 2016 a 4 de março de 2017.
Liderada por Rodrigo Luger, um estudante de graduação da Universidade de Washington, a equipe já estava ciente do padrão nas órbitas dos seis planetas internos do sistema. Isso foi baseado em dados anteriores fornecidos pelo Telescópio Espacial Spitzer, que indicaram que esses planetas estão em ressonância orbital - ou seja, seus respectivos períodos orbitais são matematicamente relacionados e influenciam um ao outro.
A partir desses dados, a equipe já havia calculado que o TRAPPIST-1h teria um período orbital de pouco menos de 19 dias. Após consultar os dados do K2, eles perceberam que, durante o período de observação de 79 dias, o TRAPPIST-1h fez quatro trânsito da estrela - o que resultou em um período orbital de 18,77 dias. Em outras palavras, a equipe descobriu que suas observações eram consistentes com seus cálculos.
Esta descoberta foi um alívio bem-vindo para Luger e seus colegas. Como ele declarou em um comunicado de imprensa da UW:
“O TRAPPIST-1h foi exatamente o que nossa equipe previu. Me preocupou por um tempo que estávamos vendo o que queríamos ver. As coisas quase nunca são exatamente como você espera neste campo - geralmente há surpresas em cada esquina, mas teoria e observação combinaram perfeitamente neste caso. ”
A descoberta dessa ressonância significa que o TRAPPIST-1 estabeleceu outro recorde. Para iniciantes, já é conhecido por ser um dos únicos sistemas em estrela a hospedar sete planetas extra-solares - o outro é o sistema em estrela HR 8832, uma estrela variável do tipo K3V da sequência principal localizada a 21 anos-luz de distância. Segundo, possui os planetas terrestres mais confirmados a serem descobertos em um único sistema estelar até hoje.
Mas com esses dados mais recentes, o TRAPPIST-1 agora detém o recorde de ter o maior número de planetas em uma ressonância orbital. Os ocupantes anteriores foram Kepler-80 e Kepler-223, ambos com quatro planetas em ressonância orbital. Segundo Luger, essa ressonância provavelmente foi estabelecida quando o sistema TRAPPIST-1 ainda era jovem e os planetas ainda estavam em processo de formação. Como Luger explicou:
“A estrutura ressonante não é coincidência e aponta para uma história dinâmica interessante na qual os planetas provavelmente migraram para dentro em um passo de bloqueio. Isso torna o sistema um excelente ambiente de teste para teorias de formação e migração de planetas. Poderíamos, portanto, estar olhando para um planeta que antes era habitável e congelou, o que é incrível de se contemplar e ótimo para estudos de acompanhamento. ”
A possibilidade de os planetas alcançarem sua dança orbital atual no início da história do sistema também pode significar que o TRAPPIST-1h já foi habitável. Enquanto três planetas orbitam com a zona habitável da estrela (TRAPPIST-1 d, e ef), TRAPPIST-1h orbita a estrela a uma distância de cerca de 10 milhões de km (6 milhões de milhas), o que a coloca muito além do alcance da estrela. zona habitável da estrela.
De fato, a essa distância, o TRAPPIST-1h recebe tanta energia do Sol quanto o planeta anão Ceres (localizado em nosso Sistema Solar no cinturão de asteróides principal, entre Marte e Júpiter), o que resulta em uma temperatura média da superfície de 173 K (-100 ° C; -148 ° F). Mas no passado, quando sua estrela era mais brilhante e mais quente, o planeta poderia ter recebido energia suficiente para que sua superfície estivesse quente o suficiente para suportar água líquida.
"Portanto, poderíamos estar olhando para um planeta que já foi habitável e que congelou desde então, o que é incrível de se contemplar e ótimo para estudos de acompanhamento", disse Luger. O TRAPPIST-1 também é um candidato principal para estudos de acompanhamento, dada a sua proximidade. Localizada a apenas 39,5 anos-luz da Terra, essa estrela e seu sistema de planetas apresentam algumas oportunidades excepcionais para o estudo de exoplanetas e habitabilidade de estrelas do tipo M.
Além disso, este estudo também demonstrou que, apesar da falha de duas rodas de reação, a missão Kepler ainda é extremamente útil quando se trata do estudo de exoplanetas. Apesar de manter um olho fixo no sistema TRAPPIST-1 apresentar desafios instrumentais, o Kepler ainda conseguiu produzir informações confiáveis que eram consistentes com os cálculos da equipe.
Além de determinar o período orbital do TRAPPIST-1h, a equipe usou os dados K2 para caracterizar ainda mais as órbitas dos outros seis planetas, descartar a possibilidade de haver mais planetas no sistema e aprender mais sobre a própria estrela (como sua rotação período e nível de atividade). Essas informações também serão cruciais para determinar se algum dos planetas localizados dentro da zona habitável da estrela pode ou não ser de fato habitável.
A descoberta do sistema do TRAPPIST-1 foi um evento que levou muitos anos. Mas a taxa em que novas descobertas apareceram foi muito impressionante. Nos próximos anos, com a implantação de caçadores de planeta da próxima geração - como o Telescópio James Webb e o Satélite de Pesquisa em Exoplaneta em Transição (TESS) - poderemos aprofundar e aprender ainda mais.
E não deixe de apreciar este vídeo da ressonância orbital do TRAPPIST-1, cortesia do professor assistente Daniel Fabrycky, da Universidade de Chicago:
