Uma estrela a cerca de 100 anos-luz de distância na constelação de Peixes, GJ 9827, hospeda o que pode ser um dos planetas super-terrestres mais massivos e densos detectados até hoje, de acordo com uma nova pesquisa liderada por Johanna Teske de Carnegie. Esta nova informação fornece evidências para ajudar os astrônomos a entender melhor o processo pelo qual esses planetas se formam.

A estrela GJ 9827 hospeda, na verdade, um trio de planetas, descoberto pela missão Kepler / K2 de caça a exoplanetas da NASA, e todos os três são ligeiramente maiores que a Terra. Este é o tamanho que a missão Kepler determinou ser mais comum na galáxia, com períodos entre algumas e várias centenas de dias.

Curiosamente, nenhum planeta deste tamanho existe em nosso Sistema Solar. Isso deixa os cientistas curiosos sobre as condições sob as quais eles se formam e evoluem.

Uma chave importante para compreender a história de um planeta é determinar sua composição. Essas super-Terras são rochosas como nosso próprio planeta? Ou eles têm núcleos sólidos rodeados por grandes, atmosferas gasosas?

Para tentar entender do que é feito um exoplaneta, os cientistas precisam medir sua massa e seu raio, o que lhes permite determinar sua densidade aparente.

Ao quantificar planetas desta forma, os astrônomos notaram uma tendência. Acontece que planetas com raios maiores do que cerca de 1,7 vezes o da Terra têm um envelope gasoso, como Netuno, e aqueles com raios menores que este são rochosos, como nosso planeta natal.

Alguns pesquisadores propuseram que essa diferença é causada pela fotoevaporação, que retira os planetas de seu envelope circundante dos chamados voláteis - substâncias como água e dióxido de carbono que têm pontos de ebulição baixos - criando planetas de raio menor. Mas são necessárias mais informações para realmente testar essa teoria.

É por isso que os três planetas do GJ 9827 são especiais - com raios de 1,64 (planeta b), 1,29 (planeta c) e 2,08 (planeta d), eles abrangem esta linha divisória entre os planetas superterra (rochoso) e sub-Netuno (um tanto gasoso).

Felizmente, equipes de cientistas da Carnegie, incluindo os co-autores Steve Shectman, Sharon Wang, Paul Butler, Jeff Crane, e Ian Thompson, têm monitorado o GJ 9827 com o Planet Finding Spectrograph (PFS), então eles foram capazes de restringir as massas dos três planetas com dados em mãos, ao invés de ter que se esforçar para obter muitas novas observações do GJ 9827.

"Usualmente, se um planeta em trânsito for detectado, leva meses, senão um ano ou mais para reunir observações suficientes para medir sua massa, "Teske explicou." Como GJ 9827 é uma estrela brilhante, por acaso o tínhamos no catálogo de estrelas que os astrônomos da Carnegie monitoravam para planetas desde 2010. Isso era exclusivo do PFS. "

O espectrógrafo foi desenvolvido por cientistas da Carnegie e montado nos Telescópios Magellan Clay no Observatório Las Campanas de Carnegie.

As observações do PFS indicam que o planeta b é cerca de oito vezes a massa da Terra, o que a tornaria uma das super-Terras mais massivas e densas já descobertas. As massas do planeta c e do planeta d são estimadas em cerca de duas vezes e meia e quatro vezes a da Terra, respectivamente, embora a incerteza nessas duas determinações seja muito alta.

Esta informação sugere que o planeta d tem um envelope volátil significativo, e deixa em aberto a questão de se o planeta c tem um envelope volátil ou não. Mas a melhor restrição da massa do planeta b sugere que ele é cerca de 50% de ferro.

"Mais observações são necessárias para definir as composições desses três planetas, "Disse Wang." Mas eles parecem alguns dos melhores candidatos para testar nossas ideias sobre como as super-Terras se formam e evoluem, potencialmente usando o telescópio espacial James Webb da NASA. "