O exoplaneta recorde com órbita insanamente extrema está completamente condenado

Um exoplaneta recém-descoberto é um dos mais radicais já descobertos.

Seu nome é TOI-2109b, uma besta absoluta de um gigante gasoso com 1,35 vezes o tamanho e 5 vezes a massa de Júpiter . Ah, e ele tem um desejo de morte: está em uma órbita tão próxima de sua estrela hospedeira que gira uma vez a cada 16 horas.

Essa é a órbita mais próxima que já descobrimos de um gigante gasoso, tão perto que está espiralando cada vez mais perto da estrela em uma trajetória de destruição, com metade dela queimada pelo calor escaldante de sua estrela hospedeira. Em seu lado diurno, acredita-se que TOI-2109b alcance temperaturas de 3.500 Kelvin (3.227 graus Celsius, ou 5.840 graus Fahrenheit). Isso é mais quente do que algumas estrelas .

É o segundo exoplaneta mais quente já descoberto, colocando-o na categoria dos Júpiteres ultraquentes. Os astrônomos esperam que ele possa nos dizer mais sobre como esses exoplanetas extremos passaram a existir, bem como as interações entre uma estrela e um exoplaneta em órbita perigosamente próxima.

“Em um ou dois anos, se tivermos sorte, poderemos detectar como o planeta se aproxima de sua estrela”, disse o astrônomo Ian Wong, do Goddard Space Flight Center da NASA. “Em nossa vida, não veremos o planeta cair em sua estrela. Mas dê-lhe mais 10 milhões de anos, e este planeta pode não estar lá.”

Júpiteres quentes e ultraquentes são subcategorias fascinantes de exoplanetas.

Como o nome sugere, eles são gigantes gasosos massivos como Júpiter. Ao contrário de Júpiter, no entanto, eles orbitam sua estrela hospedeira incrivelmente perto, em órbitas de menos de 10 dias (para comparação, o período orbital de Júpiter é um período bem mais calmo de 12 anos). Em distâncias tão próximas, esses exoplanetas são muito quentes, muitas vezes evaporando sob o calor intenso .

De acordo com os modelos atuais de formação de planetas, os Júpiteres quentes são um enigma e tanto. Um gigante gasoso não pode se formar tão perto de sua estrela, pois a gravidade, a radiação e os ventos estelares intensos devem impedir que o gás se aglomere.

No entanto, descobrimos centenas. Atualmente, os astrônomos acreditam que esses exoplanetas se formam mais longe de suas estrelas hospedeiras e migram para dentro .

“Desde o início da ciência exoplanetária, os Júpiteres quentes foram vistos como estranhos”, disse o astrofísico Avi Shporer do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT. “Como um planeta tão massivo e grande como Júpiter atinge uma órbita de apenas alguns dias? Não temos nada parecido com isso em nosso Sistema Solar e vemos isso como uma oportunidade de estudá-los e ajudar a explicar sua existência . “

Para montar o quebra-cabeça evolucionário do quente Júpiter, os astrônomos procuram tantos quanto possível, na esperança de pegá-los em diferentes estágios de sua expectativa de vida. TOI-2109b é o mais próximo da morte por decadência orbital que encontramos.

Um diagrama das mudanças na luz de uma estrela durante a órbita de um exoplaneta. ( J. Winn, arXiv, 2014 )

Ele foi detectado pelo telescópio espacial de caça a exoplanetas da NASA, TESS, que procura por pequenas quedas com espaçamento uniforme à luz de uma estrela. Este é um dos sinais reveladores de que algo está orbitando aquela estrela.

A quantidade pela qual a luz das estrelas diminui pode nos dizer o tamanho do corpo orbital. Pequenas mudanças na luz da estrela conforme ela se move no local, puxada pela atração gravitacional do exoplaneta, podem nos dizer sua massa.

TOI 2109b está orbitando uma estrela branco-amarelada 1,7 vezes o tamanho e 1,4 vezes a massa do Sol, a cerca de 855 anos-luz de distância. TOI 2109b e seu sol estão tão próximos que a distância entre eles é de apenas 2,4 milhões de quilômetros (1,5 milhão de milhas). Isso é apenas 1,6 por cento da distância entre o Sol e a Terra.

Com essa proximidade, o exoplaneta provavelmente está bloqueado pelas marés à sua estrela hospedeira, com um lado permanentemente voltado para a estrela. Esse lado, estudado enquanto o exoplaneta girava para dentro e para fora de vista, atinge a temperatura insana de 3.500 Kelvin, mas o lado noturno – de costas para a estrela – é um pouco mais difícil de entender.

“O brilho noturno do planeta está abaixo da sensibilidade dos dados do TESS, o que levanta questões sobre o que realmente está acontecendo lá”, disse Shporer .

“A temperatura lá é muito baixa ou o planeta de alguma forma pega o calor do lado diurno e o transfere para o lado noturno? Estamos tentando responder a essa pergunta para esses Júpiteres ultraquentes.”

O que a equipe de pesquisa pôde medir foi a taxa na qual TOI 2109b está espiralando em direção a sua estrela. Ele cresce cerca de 10 a 750 milissegundos por ano. Essa é a taxa inspiral mais rápida de qualquer Júpiter quente que descobrimos até agora.

A equipe espera que estudos futuros do TOI-2109b, talvez com o Telescópio Espacial James Webb a ser lançado em breve (bater madeira), revelem algumas das tensões que os Júpiteres quentes sofrem enquanto realizam suas espirais de morte.

“Ultrahot Júpiter como TOI-2109b constituem a subclasse mais extrema de exoplaneta”, disse Wong .

“Nós apenas começamos a entender alguns dos processos físicos e químicos únicos que ocorrem em suas atmosferas – processos que não têm análogos em nosso próprio sistema solar.”