O primeiro núcleo planetário exposto descoberto permite vislumbrar dentro de outros mundos
p Impressão artística mostrando um planeta do tamanho de Netuno no deserto de Netuno. É extremamente raro encontrar um objeto deste tamanho e densidade tão perto de sua estrela. Crédito:University of Warwick / Mark Garlick
p O núcleo sobrevivente de um gigante gasoso foi descoberto orbitando uma estrela distante pelos astrônomos da Universidade de Warwick, oferecendo um vislumbre sem precedentes do interior de um planeta. p O nucleo, que é do mesmo tamanho de Netuno em nosso próprio sistema solar, Acredita-se que seja um gigante gasoso que foi destituído de sua atmosfera gasosa ou que falhou em formar uma em sua infância.
p A equipe do Departamento de Física da Universidade de Warwick relata a descoberta hoje na revista
Natureza , e é considerada a primeira vez que o núcleo exposto de um planeta foi observado.
p Ele oferece a oportunidade única de espiar o interior de um planeta e aprender sobre sua composição.
p Localizada em torno de uma estrela muito parecida com a nossa, a aproximadamente 730 anos-luz de distância, o nucleo, chamado TOI 849 b orbita tão perto de sua estrela hospedeira que um ano leva apenas 18 horas e sua temperatura de superfície é de cerca de 1800K.
p TOI 849 b foi encontrado em uma pesquisa de estrelas pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, usando o método de trânsito:observando estrelas para a queda reveladora no brilho que indica que um planeta passou na frente delas. Ele estava localizado no 'deserto de Netuno' - um termo usado pelos astrônomos para uma região próxima às estrelas onde raramente vemos planetas com a massa de Netuno ou maiores.
p O objeto foi então analisado usando o instrumento HARPS, em um programa liderado pela Universidade de Warwick, no Observatório La Silla do Observatório Europeu do Sul, no Chile. Isso utiliza o efeito Doppler para medir a massa dos exoplanetas medindo sua 'oscilação' - pequenos movimentos em direção e para longe de nós que se registram como minúsculas mudanças no espectro de luz da estrela.
p A equipe determinou que a massa do objeto é 2 a 3 vezes maior do que Netuno, mas também é incrivelmente densa, com todo o material que compõe essa massa comprimida em um objeto do mesmo tamanho.
p A linha vermelha mostra a trilha evolutiva de um planeta simulado que finalmente tem propriedades semelhantes às do planeta real TOI-849b, como encontrado no Modelo de Berna de formação e evolução de planetas. A trilha é mostrada no plano do semieixo maior em unidades astronômicas (AU), essa é a distância orbital da estrela, no eixo x, e o raio do planeta em unidades de raios de Júpiter no eixo y. Os pontos vermelho-azulados mostram outros planetas previstos pelo modelo. A Terra e Júpiter são mostrados em suas posições para comparação. O planeta começa a se formar no tempo inicial t =0 anos como um pequeno embrião planetário por volta de 6 UA. O protoplaneta cresce em massa no 1 milhão de anos seguinte, o que aumenta seu raio. Nesta fase, o raio do planeta ainda é muito grande, uma vez que está embutido no disco protoplanetário no qual se forma. A massa crescente do protoplaneta faz com que ele migre para dentro, em direção à estrela. Isso reduz novamente o tamanho do planeta. Após 3,5 milhões de anos, o planeta migrou para a borda interna do disco. Lá, sofre um impacto gigante muito energético com outro protoplaneta em seu sistema planetário. O enorme calor liberado na colisão infla fortemente o envoltório gasoso do planeta. O envelope é perdido via estouro de Roche-lobe, e um núcleo planetário exposto passa a existir. Nos próximos bilhões de anos, o núcleo exposto gira lentamente em direção à estrela hospedeira por causa das interações das marés. O planeta simulado agora tem propriedades como uma massa, raio, e distância orbital que são muito semelhantes às propriedades observadas de TOI-849b que é mostrado por um símbolo preto-amarelo. No fim, após cerca de 9,5 bilhões de anos, o planeta cai em sua estrela hospedeira. Crédito:© Universidade de Berna
p O autor principal, Dr. David Armstrong, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse:"Embora este seja um planeta extraordinariamente grande, está muito longe do mais maciço que conhecemos. Mas é o maior que conhecemos por seu tamanho, e extremamente denso para algo do tamanho de Netuno, o que nos diz que este planeta tem uma história muito incomum. O fato de estar em um local estranho devido à sua massa também ajuda - não vemos planetas com essa massa nesses curtos períodos orbitais.
p "TOI 849 b é o planeta terrestre mais massivo - que tem uma densidade semelhante à da Terra - descoberto. Esperaríamos que um planeta desta massa tivesse agregado grandes quantidades de hidrogênio e hélio quando se formou, crescendo em algo semelhante a Júpiter. O fato de não vermos esses gases nos permite saber que este é um núcleo planetário exposto.
p "Esta é a primeira vez que descobrimos um núcleo intacto exposto de um gigante gasoso ao redor de uma estrela."
p Existem duas teorias sobre por que estamos vendo o núcleo do planeta, em vez de um gigante gasoso típico. A primeira é que já foi semelhante a Júpiter, mas perdeu quase todo o seu gás externo por meio de uma variedade de métodos. Isso pode incluir interrupção da maré, onde o planeta é dividido por orbitar muito perto de sua estrela, ou mesmo uma colisão com outro planeta. A fotoevaporação em grande escala da atmosfera também pode desempenhar um papel, mas não pode contabilizar todo o gás que foi perdido.
p Alternativamente, pode ser um gigante gasoso 'falido'. Os cientistas acreditam que, uma vez que o núcleo do gigante gasoso se formou, algo poderia ter dado errado e nunca ter formado uma atmosfera. Isso poderia ter ocorrido se houvesse uma lacuna no disco de poeira a partir do qual o planeta se formou, ou se formou tarde e o disco ficou sem material.
p O Dr. Armstrong acrescenta:"De uma forma ou de outra, TOI 849 b costumava ser um gigante gasoso ou é um gigante gasoso 'falido'.
p "É a primeira vez, nos dizendo que planetas como este existem e podem ser encontrados. Temos a oportunidade de olhar para o núcleo de um planeta de uma forma que não podemos fazer em nosso próprio sistema solar. Ainda há grandes questões em aberto sobre a natureza do núcleo de Júpiter, por exemplo, exoplanetas tão estranhos e incomuns como este nos dão uma janela para a formação de planetas que não temos outra maneira de explorar.
p “Embora ainda não tenhamos informações sobre sua composição química, podemos acompanhá-lo com outros telescópios. Porque TOI 849 b está tão perto da estrela, qualquer atmosfera remanescente ao redor do planeta deve ser constantemente reabastecida a partir do núcleo. Portanto, se pudermos medir essa atmosfera, poderemos ter uma visão da composição do próprio núcleo. "
