Um exoplaneta remoto e quente de Júpiter abandonou a típica vida solitária que mundos deste tipo normalmente levam em favor da companhia de outro planeta – e agora, os astrónomos questionam-se porquê.
quente Quinta-feiraExistem Gigantes gasosos Essa órbita está muito próxima de sua estrela. No entanto, eles não se formam tão próximos uns dos outros, mas sim se reúnem antes de se moverem para dentro. À medida que fazem essa viagem, normalmente levantam quaisquer outros planetas no seu caminho – mas o quente Júpiter TOI-1130c parece ter ficado com um planeta menor como companheiro de viagem. Ambos parecem se mover em direção a eles Estrela Junto.
“É uma espécie de sistema”, disse Huang Relatório. “Os Júpiteres quentes são ‘solitários’, o que significa que não têm satélites nas suas órbitas. São tão massivos e a sua gravidade é tão forte que tudo nas suas órbitas está espalhado. Mas de alguma forma, com este Júpiter quente, um companheiro interior sobreviveu, e isso levanta a questão de como se formou.”
Agora, uma equipa internacional de astrónomos, incluindo Saukata Barat e Huang, do MIT, reuniu astrónomos que pensam ter encontrado a resposta. O Telescópio Espacial James Webb (JWST) traz o companheiro de Júpiter quente, um mini-Netuno Uma variedade três vezes e meia o diâmetro do mundo Terra e listado como TOI-1130b. Ao observar a estrutura do mini-Netuno à medida que ele cruza sua estrela, eles foram capazes de procurar onde a atmosfera do planeta absorve a luz da estrela. Os comprimentos de onda da luz absorvida indicam que o planeta tem uma atmosfera “pesada” rica em vapor de água, dióxido de carbono, dióxido de enxofre e metano. Neste contexto, “mais pesado” significa mais pesado que o hidrogénio e o hélio, elementos que se esperaria que dominassem a atmosfera se um mini-Netuno se tivesse formado perto da sua estrela.
Em vez disso, mini-Neptunos e Júpiteres quentes devem ter-se formado para além da linha de gelo – por vezes chamada de “linha de gelo” – que é a distância no disco protoplanetário que proporcionou aos planetas temperaturas suficientemente frias para que a água se transformasse em gelo em vez de líquido ou vapor.
“Esta é a primeira vez que observamos a atmosfera de um planeta orbitando um Júpiter quente”, disse Barath. “Esta medição sugere que este mini-Netuno realmente se formou além da ‘camada de gelo’.”
O mini-Netuno sobreviveu à ejeção do Júpiter quente porque os dois se deram as mãos metaforicamente enquanto migravam juntos, ancorados pela ressonância gravitacional entre eles antes de finalmente se estabelecerem em sua órbita atual.
Na sua órbita atual, o TOI-1130b orbita a sua estrela a cada quatro dias a uma distância de 4,2 milhões de milhas (6,8 milhões de quilómetros ou 0,0453). Unidades astronômicasUA) e com uma temperatura de 1.025 graus Fahrenheit (550 graus Celsius). Enquanto isso, o TOI-1130c orbita a uma distância de 6,8 milhões de milhas (10,9 milhões de km ou 0,0731 UA) a cada oito dias, o suficiente para atingir uma temperatura de 930 graus F (500 graus C). Em outras palavras, os planetas estão em uma vibração 2:1, na qual o mini-Netuno orbita Júpiter quente duas vezes cada.
No entanto, as relações gravitacionais entre os dois planetas representaram um desafio para a equipa de Barrett observá-los com o JWST.
À medida que os dois mundos se atraem gravitacionalmente, puxando-se ou empurrando-se para trás em diferentes pontos das suas órbitas, isto leva a variações no tempo de trânsito, ou TTVs – discrepâncias em quando se espera que cruzem a sua estrela. Com o JWST gastando tanto tempo pesquisando, a equipe de Barratt terá apenas uma chance de observar os planetas e, se calcular mal e observar no momento errado, poderá perdê-los.
“Foi uma previsão desafiadora e que tivemos que tomar nota”, disse Barath.
Para conseguir isso, Judith Korth, da Universidade de Lund, na Suécia, desenvolveu um modelo baseado em observações anteriores do sistema que prevê quando cada planeta irá transitar. As observações do JWST não apenas explicaram o sistema TOI-1130, mas o modelo tratou de todos os mini-Netunos encontrados perto de sua estrela.
“Esta estrutura é uma das arquiteturas mais raras que os astrônomos já descobriram”, resumiu Barath. “As observações do TOI-1130b fornecem a primeira indicação de que os mini-Netunos que se formam além da linha de água/gelo realmente existem na natureza.”
As descobertas foram publicadas em 5 de maio Cartas de diários astrofísicos.
