Harmonia espacial: esses seis exoplanetas têm ressonância orbital quase perfeita

Harmonia espacial: esses seis exoplanetas têm ressonância orbital quase perfeita

Por Danielle Cassita | 06 de Janeiro de 2021 às 15h40
Michael S. Helfenbein / Yale University

A estrela HD 158259, localizada a 88 anos-luz de nós, tem sido observada durante sete anos por astrônomos com o espectrógrafo SOPHIE, que produziu trezentas medidas da estrela. Agora, a análise dos dados coletados revelou que ela está acompanhada por uma super-Terra e cinco mini-Netunos, que se deslocam em torno dela numa ressonância orbital quase perfeita.

Segundo François Bouchy, professor da universidade e coordenador do programa observacional, o sistema pôde ser descoberto graças à grande quantidade de medidas obtidas aliadas a uma grande melhora no instrumento SOPHIE e nas técnicas de processamento. As observações mostraram que o planeta mais próximo da estrela tem massa equivalente a duas vezes à da Terra, enquanto a massa dos outros equivale a seis vezes.

No sistema, os pares de planetas estão próximos da ressonância 3:2. Para três órbitas completadas pelo primeiro grupo, o segundo completa duas (Imagem: Reprodução/UNIGE/NASA)

Entre os diversos sistemas multiplanetários que já descobrimos, apenas alguns deles têm seis planetas ou mais. Entretanto, o que mais chama a atenção aqui é a ressonância orbital presente nele — ou seja, quando dois ou mais corpos em torno de um objeto "pai" exercem influência gravitacional uns com os outros, e seus ritmos orbitais acabam ficando mais sincronizados. No do Sistema Solar, por exemplo, isso acontece com Netuno e Plutão, com ressonância orbital de 2:3. Isso significa que, a cada duas voltas que Plutão dá em torno do Sol, Netuno faz três delas. O mesmo ocorre em algumas luas de Júpiter — Io, Europa e Ganimedes têm ressonância de 1:2:4; para cada quadro órbitas completadas por Io, Europa completa duas e Ganimedes faz uma.

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Já no caso dos planetas orbitando a estrela HD 158259, a ressonância é de 3:2. Nisso, a cada três órbitas do grupo mais interno, o mais externo completa duas. A equipe conseguiu calcular com precisão essas órbitas: começando por aquele mais próximo da estrela, as órbitas levam 2,17, 3,4, 5,2, 7,9, 12, e 17,4 dias, com taxas de ressonância quase perfeitas, o que nos mostra como este sistema estelar é extraordinário.

Entender a ressonância orbital de exoplanetas é importante para estudos sobre a formação de sistemas planetários, que ainda têm várias questões em aberto — por exemplo, os planetas são formados na posição final no sistema ou vão se movendo após terem se formado? Talvez a segunda opção seja a explicação para como os planetas de HD 158259 se formaram: “sistemas como o TRAPPIST-1 ou Kepler-80 podem ter se formado longe da estrela antes de migrarem em direção a ela, e as ressonâncias têm papel fundamental nisso”, explica Stephane Udry, professor de astronomia da universidade.

Já no HD 158259, como os planetas estão próximos da ressonância orbital perfeita, mas não exatamente, é possível que eles estivessem presos a ela no passado, mudando suas posições sazonalmente e, depois, se afastando um pouco da ressonância orbital, explica Nathan Hara, também da universidade. “A mudança atual da proporção do período de 3:2 guarda várias informações e, com isso junto dos efeitos de maré, podemos descobrir a estrutura interna dos planetas em um estudo futuro”, conclui.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Astronomy & Astrophysics.

Fonte: UNIGE, Science Alert

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