p Quase visível a olho nu na constelação de Draco, a estrela HD 158259 foi observada nos últimos sete anos por astrônomos usando o espectrógrafo SOPHIE. Este instrumento, instalado no Observatório Haute-Provence, no sul da França, adquiriu 300 medições da estrela. A análise dos dados feita por uma equipe internacional liderada por pesquisadores da Universidade de Genebra (UNIGE), resultou na descoberta de que HD 158259 tem seis companheiros planetários:uma "super-Terra" e cinco "mini-Neptunes". Esses planetas exibem um espaçamento excepcionalmente regular, que sugere como o sistema pode ter se formado. Este estudo, publicado no jornal Astronomia e Astrofísica , também inclui observações do telescópio espacial TESS da estrela, que revelam a densidade do planeta mais interno. p As medições SOPHIE do HD 158259 permitem que a velocidade radial da estrela seja medida com grande precisão - ou seja, sua velocidade da estrela na direção da linha de visão. É o mesmo tipo de medição que levou à descoberta de 51 Peg b pelos vencedores do Prêmio Nobel de 2019 Michel Mayor e Didier Queloz em 1995. Além disso, a detecção de 51 Peg b e dos seis planetas de HD 158259 foi feita usando o mesmo telescópio.

p Desvendar um sistema com planetas tão pequenos não teria sido viável em 1995, nem na instalação do SOPHIE em 2006. “A descoberta deste sistema excepcional foi possível graças à aquisição de um grande número de medições, bem como uma melhoria dramática do instrumento e de nossas técnicas de processamento de sinal, "diz François Bouchy, professora titular do Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da UNIGE e coordenadora do programa de observação. "Este é um ótimo trabalho e mostra o importante papel que os telescópios menores desempenham em promover os avanços da astronomia por meio de pesquisas de alta qualidade usando antigos, mas observatórios bem financiados, "acrescenta Paul A. Wilson, pesquisador da Universidade de Warwick e co-autor do estudo.

p As observações da SOPHIE mostraram que o planeta mais próximo de HD 158259 e os cinco planetas externos apresentam massas de duas a seis vezes a da Terra, respectivamente. O sistema foi considerado compacto, no sentido de que a distância do planeta mais externo até sua estrela é 2,6 vezes menor do que a distância entre Mercúrio e o Sol. Além disso, O telescópio espacial TESS da NASA observou uma diminuição do brilho da estrela à medida que o planeta mais interno transitava entre o observador e a estrela. "As medições TESS apóiam fortemente a detecção do planeta e nos permitem estimar seu raio, que traz informações muito valiosas sobre a estrutura interna do planeta, "diz Isabelle Boisse, pesquisador do Laboratório de Astrofísica de Marselha e coautor do estudo.

p Planetas em ritmo

p Centenas de sistemas multiplanetários são conhecidos, mas apenas uma dúzia contém seis planetas ou mais. A presença de seis planetas orbitando HD 158259 torna este sistema notável, mas sua característica mais interessante é a regularidade. De fato, a proporção do período de quaisquer dois planetas subsequentes é próxima a 3:2. Isso significa que, como o primeiro planeta - o mais próximo da estrela - completa três órbitas, o segundo completa cerca de dois. À medida que este segundo planeta completa três órbitas, o terceiro completa cerca de dois, e assim por diante.

p Esta situação é melhor compreendida no quadro geral de "ressonância, "que desempenha um papel fundamental na arquitetura dos sistemas planetários. Vários planetas estão em ressonância quando se encontram na mesma configuração periodicamente após completar um número potencialmente diferente de órbitas." Isso é comparável a vários músicos batendo ritmos distintos, ainda que batesse ao mesmo tempo no início de cada compasso, "diz Nathan C. Hara, pesquisadora do Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da UNIGE, membro do instituto PlanetS e primeiro autor do estudo. Os planetas também podem estar próximos da ressonância, mas não exatamente dentro. Este é o caso dos planetas de HD 158259.

p Inferindo a história do sistema

p Por que este sistema é interessante? Um dos objetivos do estudo dos sistemas planetários é entender sua formação. Sobre este assunto, várias questões ainda são debatidas. Em particular:os planetas se formam perto de sua posição final no sistema, ou eles se movem pelo sistema após terem se formado? Este último cenário, chamada migração planetária, parece explicar a formação dos seis planetas de HD 158259. "Vários sistemas compactos com vários planetas em, ou perto de ressonâncias são conhecidas, como TRAPPIST-1 ou Kepler-80. Acredita-se que tais sistemas se formem longe da estrela antes de migrar em sua direção. Neste cenário, as ressonâncias desempenham um papel crucial, "diz Stephane Udry, professor do Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da UNIGE.

p No sistema do HD 15829, quando um planeta completa três órbitas, seu vizinho externo mais próximo completa cerca de dois. "Aqui, 'sobre' é importante. Além da onipresença da razão de período de 3:2, isso constitui a originalidade do sistema, "diz Nathan Hara. Os planetas estão próximos da ressonância, mas não exatamente dentro. Isso sugere que os planetas costumavam ficar presos em ressonância no passado, migrou de forma síncrona, então se afastou da ressonância. "Além disso, o desvio atual das razões de período de 3:2 contém uma riqueza de informações. Com esses valores por um lado, e modelos de efeito de maré, por outro lado, poderíamos restringir a estrutura interna dos planetas em um estudo futuro. Resumindo, o estado atual do sistema nos dá uma janela sobre sua formação, "conclui o Hara.