O planeta WASP-12b pode estar em uma espiral da morte em sua estrela-mãe

Um Júpiter quente está prestes a cair em sua estrela hospedeira.

Daqui a apenas três milhões de anos - a um piscar de olhos cósmico - a estrela WASP 12 pode consumir seu exoplaneta WASP-12b. De acordo com Joshua Winn (Universidade de Princeton), parece que os astrônomos estão realmente testemunhando o enigmático Júpiter quente, que se move lenta mas firmemente para dentro. Winn apresentou os últimos resultados da aparente deterioração orbital do planeta em 20 de agosto na 4ª conferência Extreme Solar Systems em Reykjavik, Islândia.

O WASP-12b é um gigante gasoso inchado, transitando sua estrela parecida com o Sol a cada 1,1 dias, a uma distância de apenas 0,02 unidades astronômicas (au), cerca de nove vezes a distância entre a Terra e a Lua. Em 2017, uma equipe liderada por Kishore Patra (Universidade da Califórnia em Berkeley) anunciou que a órbita do planeta parece estar encolhendo : os intervalos de tempo entre trânsitos sucessivos na estrela-mãe diminuem em 29 milissegundos por ano. Portanto, desde a sua descoberta em 2008, o período orbital parece ter diminuído em 0,3 segundos. Agora, novas evidências apóiam a ideia de que estamos vendo o último estágio da existência deste planeta.

O Destino dos Júpiteres Quentes

A estrela designada WASP 12, representada no painel superior, é fortemente cercada por um grande planeta (ponto preto) que passa na frente e atrás dele. O planeta, WASP-12b, tem um diâmetro aproximadamente 80% maior que o de Júpiter, visto projetado contra o sol no painel inferior.

Em 1996, quando os primeiros Júpiteres quentes foram descobertos, Fred Rasio (Universidade do Noroeste) e seus colegas previram que suas órbitas poderiam decair muito lentamente devido a interações das marés com suas estrelas-mãe. No entanto, a rápida mudança no período orbital do WASP-12b implica que estamos observando o planeta nos últimos momentos de sua inspiração. Pode parecer uma coincidência bastante improvável, mas David Latham (Centro de Astrofísica, Harvard e Smithsonian) diz: "um desses casos pode ser o resultado de um acidente de sorte".

Alternativamente, a órbita do planeta pode ser um pouco excêntrica. Uma mudança na orientação da órbita (conhecida como precessão apsidal ) poderia então produzir uma mudança gradual nos tempos de trânsito. Mas, a menos que o WASP-12b tenha um interior estranho que de alguma forma resista às forças gravitacionais das marés de sua estrela-mãe, é difícil explicar como sua órbita pode permanecer excêntrica. Com o tempo, essas interações de maré deveriam circular completamente a órbita do planeta.

Agora, as observações mais recentes do Telescópio Espacial Spitzer do sistema, que estão a uma distância de 1.300 anos-luz na constelação de Auriga, argumentam a favor da decadência orbital do planeta. Spitzer observou não apenas os trânsitos do WASP-12b na frente da estrela, mas também suas ocultações, quando desaparece atrás da estrela. No caso de precessão apsidal, o verdadeiro período orbital não muda; portanto, se os trânsitos ocorrerem mais cedo do que o esperado, as ocultações ocorrerão mais tarde. No caso de decaimento orbital, no entanto, os tempos exatos dos trânsitos e ocultações devem mudar na mesma direção.

As novas observações apóiam o caso de decaimento orbital, diz Winn. Segundo Latham, a evidência de que o WASP-12b está entrando em uma "espiral da morte" é de fato "bastante convincente". Mas, acrescenta, "eu acho que é muito cedo para concluir que a precessão apsidiana é excluída. De fato, eu não ficaria surpreso se ambos os efeitos estiverem envolvidos, uma vez que mais tempos de trânsito são acumulados nos próximos anos. ”

Se o resultado for confirmado por medidas futuras, seria a primeira vez que os astrônomos estão testemunhando um decaimento orbital de Júpiter quente. O novo resultado se encaixa nas observações anteriores que revelaram uma perda de massa grande e constante de WASP-12b de cerca de 10 a 7 massas de Júpiter por ano. Aparentemente, o fim do planeta já começou.

Questionado sobre a importância da descoberta, Latham diz: “Um quebra-cabeça antigo sobre o mecanismo de migração que produz Júpiteres quentes é: o que interrompe a migração? Por que parece haver um amontoado de órbitas com períodos de alguns dias para Júpiteres quentes? Algum mecanismo físico interrompe a migração? Encontrar evidências convincentes de que um ou dois Júpiteres quentes realmente estão continuando em uma espiral da morte forneceria uma entrada importante para essa discussão. ”

Rasio diz que ainda é cedo para chamá-lo de caso encerrado. Mas se confirmado, ele diz, significa que deve haver muitos mais Júpiteres quentes que tiveram um destino semelhante. "Seus envelopes podem ficar despojados, revelando um núcleo que se parece com uma super-Terra, ou talvez um mini-Netuno, se eles puderem reter um pouco de seu envelope". Muitos desses planetas foram encontrados em períodos muito curtos, ele diz: e esses podem muito bem ter se formado através da deterioração orbital de Júpiteres quentes.

Fonte: Skyandtelescope.com