O estudo de planetas extra-solares apresentou alguns candidatos bastante interessantes nos últimos anos. Desde 1º de agosto de 2017, um total de 3.639 exoplanetas foram descobertos em 2.729 sistemas planetários e 612 múltiplos sistemas planetários. Muitas dessas descobertas desafiaram o pensamento convencional sobre planetas, especialmente no que diz respeito ao tamanho e distância do sol.
De acordo com um estudo de uma equipe internacional de astrônomos, as últimas descobertas do exoplaneta estão de acordo com essa tendência. Conhecidos como EPIC 211418729b e EPIC 211442297b, esses dois gigantes gasosos orbitam estrelas que estão localizadas a cerca de 1569 e 1360 anos-luz da Terra (respectivamente) e são similares em tamanho a Júpiter. Combinado com sua órbita relativamente próxima de suas estrelas, a equipe os designou como "Warm Jupiters".
O estudo, intitulado "EPIC 211418729b e EPIC 211442297b: Dois Júpiteres em trânsito", apareceu recentemente online. Liderada por Avi Shporer - pesquisadora de pós-doutorado da divisão de Ciências Geológicas e Planetárias (GPS) do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) - a equipe contou com os dados do Kepler e K2 missões e observações de acompanhamento com vários telescópios terrestres, para determinar os tamanhos, massas e órbitas desses planetas.
Como indicam em seu estudo, os dois planetas foram inicialmente identificados como candidatos ao planeta em trânsito pelo K2 missão. Em outras palavras, eles foram detectados inicialmente pelo método de trânsito, onde os astrônomos medem mergulhos no brilho de uma estrela para confirmar que um planeta está passando entre o observador e a estrela. Essas observações ocorreram durante K2Observações da Campanha 5, realizadas entre 27 de abril e 10 de julho de 2015.
A equipe então conduziu as observações de acompanhamento usando o telescópio Keck II (localizado no Observatório W.M. Keck, no Havaí) e o Telescópio Gemini North (no Observatório Gemini, também no Havaí). Essas observações, conduzidas de janeiro de 2016 a maio de 2017, foram combinadas com dados espectrais e medições de velocidade radial do espectrômetro Echelle de alta resolução (HIRES) no telescópio Keck I.
Por fim, adicionaram dados fotométricos do Observatório Interamericano Cerro Tololo (CTIO) no Chile, do Observatório Astronômico da África do Sul (SAAO) e do Observatório da Primavera Siding (SSO) na Austrália. Essas observações de acompanhamento confirmaram a presença desses dois exoplanetas. Como eles escreveram no estudo:
“Descobrimos dois exoplanetas em Júpiter em trânsito, inicialmente identificados como candidatos em trânsito na fotometria K2… Ambos os planetas estão entre os períodos mais longos em trânsito de planetas gigantes gasosos com uma massa medida e orbitam estrelas hospedeiras relativamente antigas. Ambos os planetas não são inflados, pois seus raios são consistentes com as expectativas teóricas. ”
A partir de suas observações, a equipe também foi capaz de produzir estimativas dos respectivos planetas, tamanhos, massas e períodos orbitais. Enquanto a EPIC 211418729 b mede 0,942 raios de Júpiter, possui aproximadamente 1,85 massas de Júpiter e período orbital de 11,4 dias, a EPIC 211442297 b mede 1,111 raios de Júpiter, possui aproximadamente 0,84 massas de Júpiter e um período orbital de 20,3 dias.
Com base em suas estimativas, esses planetas experimentam temperaturas de superfície de até 719 K (445,85 ° C; 834,5 ° F) e 682 K (408,85 ° C; 768 ° F), respectivamente. Como tal, eles classificaram esses planetas como "Júpiteres Quentes", pois ficam aquém do que é considerado típico para "Júpiteres Quentes" - que têm uma atmosfera exótica que experimenta temperaturas tão altas quanto vários milhares de kelvin.
Os pesquisadores observaram que, com base em seus períodos orbitais, esses dois planetas têm alguns dos períodos orbitais mais longos de qualquer gigante de gás em trânsito (ou seja, aqueles que foram detectados pelo método de trânsito) detectados até o momento. Ou como afirmam em seu estudo:
“Tanto o EPIC 211418729b quanto o EPIC 211442297b estão entre os períodos mais longos em trânsito de planetas gigantes de gás com uma massa medida. De fato, de acordo com o NASA Exoplanet Archive (Akeson et al. 2013), o EPIC 211442297b é atualmente o período mais longo em que o K2 transita pelo exoplaneta com uma massa bem restrita. ”
Outra observação interessante foi o fato de que nenhum desses exoplanetas foi inflado, o que é algo que eles não previram. No caso de Hot Jupiters, as atmosferas sofrem expansão como resultado da quantidade de irradiação solar que recebem, resultando no que a equipe chama de "correlação raio-irradiação" em seu trabalho. Em outras palavras, os Hot Jupiters são enormes, mas também são conhecidos por terem baixas densidades em comparação com os gigantes de gás mais frios.
Em vez disso, a equipe descobriu que o EPIC 211418729b e o EPIC 211442297b tinham raios consistentes com o que os modelos teóricos prevêem para os gigantes de gás de sua massa. Seus resultados também os levaram a tirar algumas conclusões preliminares sobre as estruturas e composições dos planetas. Como eles escreveram:
“Ambos os planetas não são inflados em comparação com as expectativas teóricas, ao contrário de muitos outros planetas no diagrama. Suas posições são próximas ou consistentes com as expectativas teóricas para um planeta com pouco ou nenhum núcleo rochoso, para EPIC 211442297b, e um planeta com um núcleo rochoso significativo para EPIC 211418729b. ”
Estes resultados sugerem que a irradiação solar não desempenha um papel significativo na determinação do raio dos Júpiteres Quentes. Também levanta algumas questões interessantes sobre a correlação entre raios e irradiação com outros gigantes gasosos. No futuro, EPIC 211418729b e EPIC 211442297b serão metas de futuro K2 observações durante a Campanha 18 da missão - que ocorrerá de maio a agosto de 2018.
Essas observações certamente fornecerão algumas informações adicionais sobre esses planetas e os mistérios que este estudo levantou. Pesquisas futuras de exoplanetas em trânsito - conduzidas por instrumentos da próxima geração, como os Transess Exoplanet Survey Satellites (TESS) - e pesquisas de imagens diretas realizadas pelo James Webb Space Telescope (JWST) certamente revelarão ainda mais sobre exoplanetas exóticos distantes.
