6 de maio de 2020

Astrônomos descobrem um planeta com três vezes a massa de Júpiter

Júpiter é o chefe.

Bem, em termos de planetas em nosso sistema solar é. Ele desempenhou um papel enorme na formação do Sistema Solar devido à sua massa e gravidade. Aqui estão algumas maneiras de moldar nosso sistema:
  • A maioria das órbitas dos planetas do Sistema Solar está mais próxima do plano orbital de Júpiter do que o plano equatorial do Sol.
  • Ele conduziu toda uma população de asteróides para seus pontos de LaGrangian, e são chamados de asteróides Trojan .
  • Júpiter criou lacunas no cinturão de asteróides.
  • Pode ter sido responsável pelo bombardeio pesado tardio quando migrou.
Essa é apenas uma amostra dos efeitos que Júpiter maciço tem no Sistema Solar. Tudo se deve à massa de Júpiter, que é cerca de 2,5 vezes maior que todos os outros planetas.


Um vídeo destacando Júpiter e os asteróides Trojan, apenas uma das maneiras pelas quais a grande massa de Júpiter molda o Sistema Solar.

Agora, os astrônomos encontraram um exoplaneta que é três vezes mais massivo que Júpiter. Como esse planeta moldou seu próprio sistema solar?

O planeta recém-descoberto é chamado Kepler-88 d. Como o próprio nome indica, ele orbita a estrela Kepler-88 , uma estrela semelhante ao Sol na constelação de Lyra . Os astrônomos já sabiam da presença de dois planetas: Kepler-88 be Kepler-88 c. O novo Kepler-88 d foi descoberto após seis anos de observação.
O sistema Kepler-88. 
Crédito de imagem: Wikipedia.org

Um novo artigo apresentando a descoberta foi publicado recentemente no The Astronomical Journal. O título é " A descoberta do planeta excêntrico Kepler-88 de caracterização do sistema com velocidades radiais e análise fotodinâmica ". A autora principal é a Dra. Lauren Weiss, bolsista de pós-doutorado no Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí.

A descoberta foi feita no Observatório WM Keck, no Havaí. Seu instrumento HIRES ( Spectrometer Echelle Spectrum) de alta resolução , que está no telescópio Keck de 10 metros, foi a chave para as observações. Os seis anos de observações revelaram que o K88-d tem uma órbita de quatro anos. E a órbita não é circular, é elíptica.

O sistema Kepler-88 já era de interesse dos astrônomos. Eles já conhecem 88 be 88 c, dois planetas que orbitam muito perto da estrela. Mas encontrar o terceiro planeta, o enorme Kepler-88 d, deixa os astrônomos ainda mais curiosos.

Quando objetos orbitam a mesma estrela, eles experimentam o que é chamado de ressonância orbital . Isso significa que os corpos exercerão uma influência gravitacional regular e periódica um sobre o outro. Quando dois objetos estão em ressonância orbital, suas órbitas são uma razão de dois números inteiros. Por exemplo, 2: 1 ou 1: 1 ou mesmo 4: 1. Faz sentido quando você pensa sobre isso. Todos os corpos exercem uma força gravitacional um sobre o outro.

A ressonância orbital pode manter as órbitas estáveis ​​ou torná-las instáveis. Em nosso Sistema Solar, a órbita de Plutão passa dentro da órbita de Netuno, e às vezes chamamos Plutão de "objeto trans-Netuno". Mas sua ressonância orbital significa que, embora seus caminhos se cruzem, Plutão e Netuno não colidem. Plutão completa duas órbitas toda vez que Netuno completa três.
Netuno e Plutão têm uma ressonância de 3: 2, portanto, embora a órbita de Plutão a leve para dentro da de Netuno, eles não colidem. 
Crédito de imagem: NASA / JPL

E existem diferentes tipos de ressonância orbital, e é aí que o sistema Kepler-88 se torna interessante.

Quando os dois primeiros planetas do sistema Kepler-88 foram descobertos, eles tinham algumas características bizarras. Eles orbitaram em algo chamado ressonância de movimento média . Isso significa que os dois planetas orbitam como um relógio, com eficiência energética. Os períodos orbitais de cada planeta são uma proporção inteira simples um do outro.

88 b é um sub-Netuno e orbita a estrela em apenas 11 dias. Isso é quase exatamente a metade da órbita de 88 c, um planeta do tamanho de Júpiter, que dura cerca de 22 dias. A cada duas vezes que o planeta orbita a estrela, ele é bombeado pela gravidade pelos 88 c maiores. Como o Kepler-88 c é quase 20 vezes mais massivo que o Kepler-88b, sua força gravitacional tem um efeito dramático no planeta menor, criando enormes mudanças na órbita do planeta menor.
O Kepler-88 d tem três vezes a massa do Kepler-88 c, tornando o planeta recém-encontrado o mais massivo conhecido neste sistema. 
Crédito de animaçao: WM KECK OBSERVATORY / ADAM MAKARENKO

As alterações orbitais causadas pela ressonância no sistema são chamadas variações de tempo de trânsito , ou TTVs. A sonda Kepler os detectou e conseguiu identificar o tempo exato que o Kepler-88 b passou entre a sonda e a estrela. Outros sistemas planetários exibem TTVs também, mas os TTVs nesse sistema são alguns dos maiores já encontrados, até meio dia antes ou mais tarde. O sistema Kepler-88 tem o apelido de "rei dos TTVs".

Agora, com a descoberta de um planeta ainda maior, o Kepler-88 d, existe outra dimensão no sistema.

"Com três vezes a massa de Júpiter, o Kepler-88 d provavelmente foi ainda mais influente na história do sistema Kepler-88 do que o chamado rei, Kepler-88 c, que é apenas uma massa de Júpiter", disse o líder autor Dr. Lauren Weiss em um comunicado de imprensa . "Então, talvez o Kepler-88 d seja o novo monarca supremo deste império planetário - a imperatriz". 

Uma das coisas interessantes sobre esse sistema é que apenas um dos planetas, o pequeno Kepler-88 b, transita sua estrela do nosso ponto de vista. Como o artigo diz: “O sistema possui apenas um planeta em trânsito, o Kepler-88b (KOI-142.01), um planeta do tamanho de um sub-Netuno com um período orbital de 10,95 dias. Kepler-88 b é perturbado por um planeta gigante que não transita com um período de 22,26 dias, Kepler-88 c (KOI-142.02.) ”. A presença dos outros dois planetas, Kepler-88 ce é conhecida apenas por seus efeitos observados no planeta menor. Anos de acompanhamento observações de velocidade radial e fotometria confirmaram sua presença.
Júpiter é o rei do sistema solar, mais massivo que todos os outros planetas do sistema solar juntos. Quais monarcas residem em outros sistemas solares? 
Crédito de imagem: Telescópio Espacial Hubble / NASA / ESA

Exatamente como o nosso Sistema Solar chegou ao estágio em que está agora e como os planetas se formaram e migraram, ainda é em grande parte um mistério. Existem teorias e há evidências, mas não há conclusão geral para muitos aspectos da história do nosso sistema.

Mas sabemos que, como o maior planeta, Júpiter teve - e tem - um grande papel em tudo. Qual o papel do Kepler-88 d em seu sistema? Existem mais planetas no sistema ainda a serem descobertos?

Em seu artigo, os autores escrevem: “Talvez outros planetas gigantes estivessem presentes antes ou ainda estejam presentes. Os planetas c e d provavelmente foram submetidos à migração viscosa (Tipo I) no disco protoplanetário. À medida que o disco de gás se dissipava, a dispersão planeta-planeta provavelmente aumentaria e a migração de baixa e alta excentricidade provavelmente se tornou importante nesse momento. A alta excentricidade do planeta d provavelmente surgiu devido a uma troca significativa de momento angular com outro planeta gigante de gás. ”

Talvez haja outro gigante de gás orbitando o Kepler-88, esperando para ser descoberto.

De qualquer forma, o sistema Kepler-88, apesar de interessante, não é exatamente único. Ele se une a um grupo de outros sistemas conhecidos que hospedam pequenos planetas em trânsito e gigantes gasosos maiores, como WASP-47 e 55 Cancri . Como dizem os autores em sua conclusão, "o Kepler-88 se une às fileiras de estrelas ricas em metal que hospedam pequenos planetas em trânsito e dois ou mais planetas gigantes".

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