Os planetas de Trappist-1 poderão ter irmãos gigantes gasosos

JPL-CALTECH / NASA

astrónomos confirmam detalhes orbitais do planeta mais misterioso de trappist-1

O novo trabalho de uma equipa de cientistas de Carnegie tentou determinar se existem, potencialmente, planetas gigantes gasosos em órbita de TRAPPIST-1 a distâncias superiores às dos sete planetas conhecidos.

A descoberta de gigantes gasosos nas fronteiras longínquas deste sistema poderá ajudar os cientistas a compreender como é que os gigantes de gás do nosso Sistema, como Júpiter e Saturno, se formaram.

No início do ano, o Telescópio Espacial Spitzer da NASA deslumbrou o mundo quando revelou que TRAPPIST-1, uma anã ultrafria na direção da constelação de Aquário, era o primeiro sistema conhecido com sete planetas do tamanho da Terra em órbita de uma única estrela. Três destes planetas estão na chamada zona habitável, a gama de distâncias que suportam, potencialmente, água à superfície de planetas rochosos.

Mas é possível que, tal como o nosso próprio Sistema Solar, TRAPPIST-1 também albergue planetas gigantes e gasosos a distâncias muito maiores do que estes planetas do tamanho da Terra que já sabemos fazerem parte do sistema.

“Uma série de outros sistemas estelares que incluem planetas do tamanho da Terra e super-Terras também são o lar de pelo menos um gigante gasoso“, comenta Alan Boss, o autor principal do artigo científico da equipa, publicado na revista The Astronomical Journal. “De modo que é importante a determinação da existência de gigantes de gás com órbitas de período mais longo.”

Boss voltou-se para o levantamento de caça exoplanetária que lidera juntamente com os coautores Alycia Weinberger, Ian Thompson e outros. A equipa possui um instrumento especial no telescópio du Pont do Observatório Las Campanas chamado CAPSCam – Carnegie Astrometric Planet Search Camera.

Este telescópio procura exoplanetas usando o método astrométrico, através do qual a presença de um planeta pode ser detetada indiretamente através da oscilação da estrela-mãe em torno do centro de massa do sistema estelar.

Usando o CAPSCam, Boss e os colegas determinaram os limites superiores para a massa de quaisquer potenciais gigantes gasosos no sistema TRAPPIST-1, descobrindo que não existem planetas maiores que 4,6 vezes a massa de Júpiter em órbita da estrela com um período de 1 ano, e que também não existem planetas maiores que 1,6 vezes a massa de Júpiter em órbita da estrela com um período de 5 anos.

Estes períodos podem não parecer muito longos em comparação com o período de quase 12 anos de Júpiter, mas os sete planetas conhecidos de TRAPPIST-1 têm períodos que variam de 1,5 a 20 dias.

“Há muito mais espaço para investigações adicionais entre as órbitas de período mais longo que estudámos aqui e as órbitas mais curtas dos sete planetas conhecidos de TRAPPIST-1,” acrescenta Boss.

Se forem descobertos planetas gigantes e gasosos de longo período em redor da estrela TRAPPIST-1, então isso poderá ajudar a resolver um longo debate sobre a formação dos planetas gigantes do nosso próprio Sistema Solar.

Durante a juventude do nosso Sol, este estava cercado por um disco de gás e poeira a partir do qual os planetas nasceram. A Terra e os outros planetas terrestres formaram-se pela acreção lenta de material rochoso desse disco. Uma teoria para a formação dos planetas gigantes gasosos afirma que estes também começaram a acumular um núcleo sólido, que eventualmente conteria material suficiente para atrair gravitacionalmente um grande invólucro de gás circundante.

A teoria concorrente diz que os nossos gigantes de gás foram formados quando o disco giratório de gás e poeira do Sol assumiu uma forma espiral. Os braços espirais ganharam massa e densidade até formarem grupos distintos que rapidamente coalesceram em gigantes gasosos “bebés”.

Uma desvantagem da primeira hipótese, chamada de acreção do núcleo, é que não pode explicar facilmente como é que os gigantes gasosos se formam em torno de uma estrela de massa tão baixa como TRAPPIST-1, doze vezes menos massiva que o Sol. No entanto, os modelos computacionais da segunda hipótese por Boss, chamada instabilidade do disco, indicaram que os planetas gigantes de gás podem formar-se em torno destas anãs vermelhas.

“Os planetas gigantes gasosos potencialmente encontrados em órbita de TRAPPIST-1 podem desafiar a teoria da acreção do núcleo, mas não necessariamente a teoria da instabilidade do disco,” explicou Boss.

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