Astrônomos descobrem um 'Netuno quente' em uma órbita estreita

Um planeta do tamanho de Netuno, TOI-3261 b, faz uma órbita escaldantemente próxima ao redor de sua estrela hospedeira. Apenas o quarto objeto desse tipo já encontrado, o planeta pode revelar pistas sobre como planetas como esses se formam.

Conceito artístico do "Netuno quente" TOI-3261 b. Crédito: NASA/JPL-Caltech/K. Miller (Caltech/IPAC) 

Uma equipe internacional de cientistas usou o telescópio espacial da NASA, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), para descobrir o exoplaneta (um planeta fora do nosso sistema solar), e então fez observações adicionais com telescópios terrestres na Austrália, Chile e África do Sul. As medições colocaram o novo planeta diretamente no "deserto quente de Netuno" — uma categoria de planetas com tão poucos membros que sua escassez evoca uma paisagem deserta.

A equipe, liderada pela astrônoma Emma Nabbie da Universidade do Sul de Queensland, publicou seu artigo sobre a descoberta, "Sobrevivendo no Deserto Quente de Netuno: A Descoberta do Netuno Ultraquente TOI-3261 b", no The Astronomical Journal em agosto de 2024.

Esta variedade de exoplaneta é semelhante ao nosso próprio Netuno em tamanho e composição, mas orbita extremamente perto de sua estrela. Neste caso, um "ano" em TOI-3261 b dura apenas 21 horas. Uma órbita tão apertada garante a este planeta seu lugar em um grupo exclusivo com, até agora, apenas três outros membros: Netunos quentes de período ultracurto cujas massas foram medidas com precisão.

O planeta TOI-3261 b prova ser um candidato ideal para testar novos modelos de computador de formação de planetas. Parte da razão pela qual Netunos quentes são tão raros é que é difícil reter uma atmosfera gasosa espessa tão perto de uma estrela.

Estrelas são massivas e, portanto, exercem uma grande força gravitacional sobre as coisas ao redor delas, o que pode remover as camadas de gás ao redor de um planeta próximo. Elas também emitem enormes quantidades de energia, que sopram as camadas de gás para longe.

Ambos os fatores significam que Netunos quentes como TOI-3261 b podem ter começado como planetas muito maiores, do tamanho de Júpiter, e desde então perderam grande parte de sua massa.

Ao modelar diferentes pontos de partida e cenários de desenvolvimento, a equipe científica determinou que o sistema de estrelas e planetas tem cerca de 6,5 bilhões de anos e que o planeta começou como um gigante gasoso muito maior.

Provavelmente perdeu massa, no entanto, de duas maneiras: fotoevaporação, quando a energia da estrela faz com que partículas de gás se dissipem, e remoção de maré, quando a força gravitacional da estrela remove camadas de gás do planeta. O planeta também pode ter se formado mais longe de sua estrela, onde ambos os efeitos seriam menos intensos, permitindo que ele retivesse sua atmosfera.

A atmosfera remanescente do planeta, uma de suas características mais interessantes, provavelmente convidará a uma análise atmosférica mais aprofundada, talvez ajudando a desvendar a história da formação deste habitante do "deserto quente de Netuno".

O planeta TOI-3261 b é cerca de duas vezes mais denso que Netuno, indicando que as partes mais leves de sua atmosfera foram removidas ao longo do tempo, deixando apenas os componentes mais pesados. Isso mostra que o planeta deve ter começado com uma variedade de elementos diferentes em sua atmosfera, mas, neste estágio, é difícil dizer exatamente o quê.

Este mistério poderia ser resolvido observando o planeta em luz infravermelha , talvez usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA — uma maneira ideal de ver as impressões digitais de identificação das diferentes moléculas na atmosfera do planeta. Isso não apenas ajudará os astrônomos a entender o passado do TOI-3261 b, mas também começará a descobrir os processos físicos por trás de todos os planetas gigantes e quentes.

Curiosidades

A primeira descoberta de um Netuno quente de período ultracurto, LTT-9779 b, ocorreu em 2020. Desde então, as descobertas do TESS TOI-849 b e TOI-332 b também se juntaram ao clube de elite de Netunos quentes de período ultracurto (com massas que foram medidas com precisão).

Tanto o LTT-9779 b quanto o TOI-849 b estão na fila para observações infravermelhas com o Telescópio Espacial James Webb, potencialmente ampliando nossa compreensão das atmosferas desses planetas nos próximos anos.

Fonte: phys.org