Este diagrama ilustra como os planetas são montados e classificados em duas classes de tamanho distintas. Primeiro, os núcleos rochosos dos planetas são formados por pedaços menores. Então, a gravidade dos planetas atrai o gás hidrogênio e hélio. Finalmente, os planetas são "cozidos" pela luz das estrelas e perdem algum gás. A Pesquisa Magellan-TESS visa compreender em mais detalhes como os caminhos de formação para super-Terras e mini-Neptunes podem ser diferentes. Crédito:NASA / Kepler / Caltech (R. Hurt
Uma pesquisa liderada por Carnegie de candidatos a exoplanetas identificados pelo Transiting Exoplanets Satellite Survey (TESS) da NASA está preparando as bases para ajudar os astrônomos a entender como os planetas mais comuns da Via Láctea se formaram e evoluíram, e determinar por que o padrão de órbitas e tamanhos planetários de nosso sistema solar é tão incomum.
Johanna Teske da Carnegie, Sharon Wang da Universidade de Tsinghua (ex-Carnegie), e Angie Wolfgang (anteriormente da Penn State University e agora no SiteZeus), chefiou a Pesquisa Magellan-TESS (MTS), que está na metade de sua duração planejada de três anos. Suas descobertas no meio da pesquisa, em colaboração com um grande, grupo internacional de pesquisadores, será publicado no Astrophysical Journal Supplement Series .
A missão Kepler da NASA revelou que nossa galáxia está repleta de planetas - descobrindo milhares de mundos confirmados e prevendo que outros bilhões existem. Uma das surpresas contidas nesta generosidade é que exoplanetas entre o tamanho da Terra e Netuno são os mais comumente descobertos até agora, apesar do fato de que nenhum existe em nosso próprio sistema solar. Esses planetas "intermediários" parecem vir em dois tamanhos distintos - cerca de um a 1,7 (super-Terras) e cerca de duas a três (mini-Neptunes) vezes o tamanho da Terra - indicando diferentes conteúdos de gás em suas composições.
"Queremos entender se as super-Terras e os mini-Neptunes eram distintos desde as suas primeiras origens, ou se algum aspecto de sua evolução fez com que se desviassem um do outro, "Teske explicou." Em certo sentido, esperamos investigar a questão natureza-criação dos exoplanetas mais comuns da galáxia - se esses planetas nasceram de maneira diferente, ou divergiram devido ao seu ambiente? Ou é algo intermediário? "
A pesquisa está usando dados TESS e observações dos telescópios de Magalhães no Observatório Las Campanas de Carnegie, no Chile, para estudar uma seleção de 30 pequenos, candidatos a planeta de período relativamente curto. Os dados TESS mostram quedas de brilho quando um objeto passa na frente de sua estrela hospedeira. A quantidade de escurecimento permite que a equipe de pesquisa meça o raio de um planeta candidato. Esta informação é combinada com observações coletadas pelo Planet Finder Spectrograph em Las Campanas, que funciona usando uma técnica chamada método de velocidade radial, que atualmente é a maneira mais comum para os astrônomos medirem as massas de planetas individuais.
Concepção artística da Pesquisa por Satélite de Exoplanetas em Trânsito, ou TESS, (à esquerda) que identificou os candidatos a planetas estudados pela equipe MTS. A ilustração é cortesia do Goddard Space Flight Center da NASA. Telescópio Magellan Clay no Observatório Las Campanas de Carnegie (à direita), onde o Planet Finder Spectrograph é usado pela equipe de pesquisa e outros. Crédito:Yuri Beletsky, cortesia da Carnegie Institution for Science
A equipe de pesquisa Magellan-TESS está interessada na interação entre variáveis-chave que podem ajudar os astrônomos a caracterizar melhor as vias de formação dos planetas superterra e mini-Netuno. Eles estão procurando tendências nas relações entre a massa de um planeta e seu raio; as propriedades de sua estrela hospedeira, incluindo a composição e a quantidade de energia que irradia para o planeta; e a arquitetura do sistema planetário do qual o planeta é membro.
"A relação subjacente entre o raio e a massa para esses pequenos planetas é crucial para descobrir suas composições gerais, por meio de sua densidade geral, bem como quanta variação existe em suas composições, "explicou Wolfgang." Quantificar esta relação nos ajudará a discernir se existe uma via de formação ou múltiplas vias. "
O que diferencia esta pesquisa do trabalho anterior é seu escopo - a equipe projetou a pesquisa desde o início para tentar levar em conta os vieses que poderiam distorcer a forma como os resultados são interpretados em um contexto mais amplo. Seu objetivo é ser capaz de tirar conclusões robustas sobre super-Terras e miniplanos de Netuno como uma população, versus apenas uma coleção de 30 objetos individuais.
As descobertas do meio da pesquisa, que representam uma contribuição significativa para o número de pequenos planetas com massas e raios conhecidos, já sugerem evidências de pequenos vieses de seleção observacional que podem ter afetado o trabalho dos cientistas em medições de massa. O MTS poderia, portanto, fornecer uma estrutura importante para futuros estudos de velocidade radial de planetas em trânsito.
Esperando ansiosamente, a próxima metade da pesquisa se concentrará em completar a amostra - este documento contém 22 dos 30 candidatos planejados - bem como continuar a monitorar todos os sistemas para planetas de período mais longo não detectados pelo TESS para sondar arquiteturas de sistema. Verificar a influência da composição da estrela hospedeira é outra próxima etapa, já que trabalhos anteriores sugeriram que as composições dos planetas podem estar relacionadas às das estrelas que orbitam.
"Esperamos que a obtenção dessa compreensão multidimensional melhore significativamente nosso conhecimento sobre a evolução dos exoplanetas, e talvez explique por que nosso próprio sistema solar parece incomum, "Concluiu Wang.
