Ao explorar dois exoplanetas em um sistema estelar próximo brilhante, O satélite de caça de exoplanetas da ESA, Cheops, avistou inesperadamente o terceiro planeta conhecido do sistema cruzando a face da estrela. Este trânsito revela detalhes interessantes sobre um planeta raro "sem equivalente conhecido, "dizem os pesquisadores.

A descoberta é um dos primeiros resultados de Cheops da ESA (caracterizando ExOPlanet Satellite), e a primeira vez que um exoplaneta com um período de mais de 100 dias foi avistado transitando por uma estrela que é brilhante o suficiente para ser visível a olho nu.

Chamado Nu2 Lupi, tão brilhante, Uma estrela semelhante ao Sol está localizada a pouco menos de 50 anos-luz de distância da Terra, na constelação de Lúpus (o Lobo). Em 2019, o Pesquisador de Planeta de Velocidade Radial de Alta Precisão (HARPS) no telescópio ESO de 3,6 metros no Chile descobriu três exoplanetas (chamados "b, "" c "e" d, "com a estrela considerada objeto" A ") no sistema, com massas entre as da Terra e Netuno e órbitas com duração de 11,6, 27,6 e 107,6 dias. Os dois mais internos desses planetas - bec - foram posteriormente encontrados em trânsito Nu2 Lupi pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, tornando-se uma das apenas três estrelas a olho nu conhecidas por hospedar vários planetas em trânsito.

"Sistemas de trânsito como Nu2 Lupi são de suma importância para a nossa compreensão de como os planetas se formam e evoluem, como podemos comparar vários planetas em torno da mesma estrela brilhante em detalhes, "diz Laetitia Delrez, da Universidade de Liège, Bélgica, e principal autor da nova descoberta.

"Partimos para construir em estudos anteriores de Nu2 Lupi e observar os planetas bec cruzando a face de Nu2 Lupi com Quéops, mas durante um trânsito do planeta c, vimos algo incrível:um trânsito inesperado pelo planeta 'd, 'que fica mais longe no sistema. "

Os trânsitos planetários criam uma oportunidade valiosa para estudar a atmosfera de um planeta, órbita, tamanho e interior. Um planeta em trânsito bloqueia uma proporção minúscula, mas detectável, da luz de sua estrela ao cruzar na frente dela - e foi essa queda de luz que levou Laetitia e seus colegas à descoberta. Como exoplanetas de longo período orbitam tão longe de suas estrelas, as chances de ver um durante o trânsito são incrivelmente baixas, tornando a descoberta de Cheops uma verdadeira surpresa.

Usando os recursos de alta precisão de Cheops, o planeta d tem cerca de 2,5 vezes o raio da Terra, confirmou que demorou pouco mais de 107 dias para dar uma volta em torno de sua estrela, e usando observações de arquivo de telescópios terrestres, encontrado para ter uma massa de 8,8 vezes a da Terra.

"A quantidade de radiação estelar que atinge o planeta d também é leve em comparação com muitos outros exoplanetas descobertos; em nosso sistema solar, Nu2 Lupi d orbitaria entre Mercúrio e Vênus, "acrescenta o co-autor David Ehrenreich, da Universidade de Genebra, Suíça. "Combinado com sua estrela-mãe brilhante, longo período orbital, e adequação para caracterização de acompanhamento, isso torna o planeta d extremamente emocionante - é um objeto excepcional sem equivalente conhecido, e com certeza será um alvo de ouro para estudos futuros. "

A maioria dos exoplanetas em trânsito de longo período descobertos até agora foram encontrados em torno de estrelas que são muito fracas para permitir observações detalhadas de acompanhamento, o que significa que pouco se sabe sobre as propriedades de seus planetas. Nu2 Lupi, Contudo, é brilhante o suficiente para ser um alvo atraente para outros telescópios poderosos baseados no espaço - como o Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA ou o futuro Telescópio Espacial James Webb da NASA / ESA / CSA - ou grandes observatórios no solo.

"Dadas suas propriedades gerais e órbita, isso torna o planeta d um alvo excepcionalmente favorável para estudar um exoplaneta com uma atmosfera de temperatura amena em torno de uma estrela semelhante ao Sol, "diz Laetitia.

Ao combinar novos dados de Cheops com dados de arquivo de outros observatórios, os pesquisadores foram capazes de determinar com precisão as densidades médias de todos os planetas conhecidos de Nu2 Lupi, e colocar fortes restrições em suas composições possíveis.

Eles descobriram que o planeta b é principalmente rochoso, enquanto os planetas c e d parecem conter grandes quantidades de água envolta em envelopes de gases de hidrogênio e hélio. Na verdade, os planetas c e d contêm muito mais água do que a Terra:um quarto da massa de cada planeta é composto de água, em comparação com menos de 0,1% para a Terra. Esta água, Contudo, não é líquido, em vez disso, assume a forma de gelo de alta pressão ou vapor de alta temperatura.

"Embora nenhum desses planetas seja habitável, sua diversidade torna o sistema ainda mais interessante, e uma grande perspectiva futura para testar como esses corpos se formam e mudam ao longo do tempo, "diz a cientista do projeto ESA Cheops Kate Isaak." Há também a possibilidade de procurar anéis ou luas no sistema Nu2 Lupi, já que a precisão e estabilidade requintadas de Quéops podiam permitir a detecção de corpos até aproximadamente o tamanho de Marte. "

O Cheops foi projetado para coletar dados de altíssima precisão de estrelas individuais conhecidas por hospedar planetas, em vez de varrer de forma mais geral possíveis exoplanetas ao redor de muitas estrelas - e esse foco e precisão estão se mostrando excepcionalmente úteis para compreender os sistemas estelares ao nosso redor.

"Esses resultados empolgantes demonstram mais uma vez o enorme potencial de Cheops, "acrescenta Kate." Cheops nos permitirá não apenas compreender melhor os exoplanetas conhecidos, conforme mostrado neste e em outros resultados iniciais da missão, mas também para descobrir novos e revelar seus segredos. "