Uma concepção artística do sistema planetário TRAPPIST-1, cortesia da NASA / JPL-Caltech.
Um novo trabalho de uma equipe de cientistas da Carnegie (e um ex-aluno da Carnegie) perguntou se algum planeta gigante de gás poderia orbitar o TRAPPIST-1 a distâncias maiores do que a dos sete planetas conhecidos da estrela. Se planetas gigantes gasosos forem encontrados nas bordas externas deste sistema, poderia ajudar os cientistas a entender como os gigantes gasosos de nosso próprio Sistema Solar, como Júpiter e Saturno, se formaram.
No início deste ano, O Telescópio Espacial Spitzer da NASA emocionou o mundo ao revelar que o TRAPPIST-1, uma estrela anã ultra-legal na constelação de Aquário, foi o primeiro sistema conhecido de sete planetas do tamanho da Terra orbitando uma única estrela. Três desses planetas estão na chamada zona habitável - a distância da estrela central na qual a água líquida tem mais probabilidade de ser encontrada.
Mas é possível que, como nosso próprio Sistema Solar, TRAPPIST-1 também é orbitado por planetas gigantes gasosos a uma distância muito maior do que os planetas do tamanho da Terra que já sabemos que fazem 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, "disse Alan Boss da Carnegie, quem é o primeiro autor do artigo da equipe, publicado por The Astronomical Journal . "Então, perguntar se esses sete planetas têm irmãos gigantes gasosos com órbitas de período mais longo é uma questão importante. "
Para começar a responder, Boss voltou-se para a pesquisa de caça ao planeta em andamento que ele co-dirige com Alycia Weinberger, co-autora da Carnegie, Ian Thompson, e outros. Eles têm um instrumento especial no telescópio du Pont no Observatório Las Campanas de Carnegie, chamado CAPSCam - a Carnegie Astrometric Planet Search Camera. Ele procura planetas extrasolares usando o método astrométrico, pelo qual a presença de um planeta pode ser detectada indiretamente por meio da oscilação da estrela hospedeira em torno do centro de massa do sistema estelar.
Usando CAPSCam, Boss e seus colegas, incluindo Tri Astraatmadja e Guillem Anglada-Escudé de Carnegie, um ex-bolsista da Carnegie agora na Queen Mary University de Londres - determinou os limites superiores para a massa de quaisquer planetas gigantes gasosos em potencial no sistema TRAPPIST-1. Eles descobriram que não há planetas maiores do que 4,6 vezes a massa de Júpiter orbitando a estrela com um período de 1 ano, e nenhum planeta com mais de 1,6 vezes a massa de Júpiter orbitando a estrela com períodos de 5 anos. (Esses períodos podem não parecer muito longos em comparação com o período de quase 12 anos de Júpiter, mas os sete planetas conhecidos do TRAPPIST-1 têm períodos que variam de 1,5 a 20 dias.)
Todos os sete planetas TRAPPIST-1 podem caber facilmente dentro da órbita de Mercúrio, o planeta mais interno do nosso próprio Sistema Solar. Alan Boss e seus colegas investigaram se é possível que o sistema TRAPPIST-1 pudesse conter planetas gigantes gasosos em órbitas de período muito mais longo do que os sete terrestres conhecidos. A imagem é cortesia da NASA / JPL-Caltech.
"Há muito espaço para investigação adicional entre as órbitas de período mais longo que estudamos aqui e as órbitas muito curtas dos sete planetas TRAPPIST-1 conhecidos, "adicionou Boss.
Se planetas gigantes gasosos de longo período forem encontrados no sistema TRAPPIST-1, então poderia ajudar a resolver um debate de longa data sobre a formação dos planetas gigantes gasosos do nosso próprio Sistema Solar.
Na juventude do nosso Sol, estava rodeado por um disco de gás e poeira do qual seus planetas nasceram. A Terra e os outros planetas terrestres foram formados pelo acréscimo lento de material rochoso do disco. Uma teoria para a formação de planetas gigantes gasosos afirma que eles também começam pelo acréscimo de um núcleo sólido, que eventualmente contém material suficiente para atrair gravitacionalmente um grande envelope de gás circundante.
A teoria concorrente sustenta que nossos próprios planetas gigantes gasosos se formaram quando o disco giratório de gás e poeira do Sol assumiu a formação de um braço espiral. Os braços aumentaram em massa e densidade até que grupos distintos se formaram e rapidamente se fundiram em gigantes gasosos bebês.
Uma desvantagem da primeira opção, chamado acréscimo de núcleo, é que não pode explicar facilmente como os planetas gigantes gasosos se formam em torno de uma estrela de massa tão baixa quanto TRAPPIST-1, que é doze vezes menos massivo que o sol. Contudo, Modelos computacionais de Boss da segunda teoria, chamada de instabilidade de disco, indicaram que planetas gigantes gasosos podem se formar em torno dessas estrelas anãs vermelhas.
"Planetas gigantes gasosos encontrados em órbitas de longo período em torno do TRAPPIST-1 podem desafiar a teoria do núcleo de acreção, mas não necessariamente a teoria da instabilidade do disco, "Boss explicou.
