Ainda bem que encontramos este planeta do tamanho da Terra agora - ele está prestes a ser destruído

Astrônomos confirmaram a existência de exoplanetas com órbitas extremamente pequenas ao redor de suas estrelas. Mas e os exoplanetas que chegam perto o suficiente para serem devorados por suas estrelas, e se for um exoplaneta do tamanho da Terra?

Ilustração de um mundo do tamanho da Terra. Crédito: NASA/JPL-Caltech/Robert Hurt 

É isso que um estudo recente publicado no servidor de pré-impressão arXiv e aceito no AAS Journals espera abordar. Uma equipe internacional de mais de 50 pesquisadores investigou um exoplaneta do tamanho da Terra com um período orbital de apenas 5,7 horas, conhecido como exoplanetas de "período ultracurto" (USP), que poderiam eventualmente experimentar o que é conhecido como interrupção de maré , resultando em sua devoração por sua estrela.

Este estudo tem o potencial de ajudar os pesquisadores a entender melhor os processos responsáveis ​​por isso, além de continuar a desafiar nossa compreensão das arquiteturas exoplanetárias.

Aqui, o Universe Today discute essa pesquisa incrível com o Dr. Fei Dai, que é um astrônomo assistente no Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí e autor principal do estudo, sobre a motivação por trás do estudo, resultados significativos, estudos de acompanhamento em potencial, a importância desse exoplaneta ser do tamanho da Terra e se isso poderia ocorrer em nosso próprio sistema solar. Portanto, qual foi a motivação por trás desse estudo?

"A interrupção das marés pode ser um destino potencial dos planetas rochosos", disse o Dr. Dai ao Universe Today, ao comentar um estudo de março de 2024 publicado na Nature , do qual ele foi coautor e que discute a interrupção das marés, um estudo tão profundo que foi destaque na capa do periódico.

"Parece que cerca de 10% das estrelas semelhantes ao Sol podem ter engolido seus planetas rochosos. Este sistema TOI-6255 é o progenitor mais conhecido para esses eventos de engolimento de planetas. A interrupção da maré de planetas rochosos nos permite sondar sua composição interna e comparar com a Terra."

Para o estudo, os pesquisadores analisaram TOI-6255 b, cujo raio é ~1,08 e massa é ~1,44 da da Terra e localizado a pouco mais de 20,4 parsecs (65,2 anos-luz) da Terra. No entanto, embora ter o tamanho da Terra seja promissor para a vida, a órbita de 5,7 horas do TOI-6255 b não apenas torna este exoplaneta quente demais para a vida como a conhecemos, mas isso também significa que sua órbita o leva perigosamente perto do que é conhecido como limite de Roche.

Esta é a distância que um objeto menor pode orbitar um objeto maior até que a gravidade do objeto maior rasgue o objeto menor em pedaços, junto com TOI-6255 b também experimentando a supracitada interrupção de maré, que é uma ocorrência comum em todo o cosmos, incluindo buracos negros. Portanto, quais foram os resultados mais significativos do estudo?

O Dr. Dai diz: "Este planeta está fadado à interrupção da maré em 400Myr, o que é curto na escala cósmica (~13Gyr). O planeta também é distorcido pela maré para ter o formato de uma bola de futebol (desvio de 10% da esfera), em comparação, a distorção da maré da Terra devido à lua é de apenas 1e -7 [0,0000001] nível."

Em relação a potenciais estudos de acompanhamento, os pesquisadores observam que aspiram realizar com o Telescópio Espacial James Webb da NASA, Dr. Dai diz, "O estudo da curva de fase orbital deste planeta pode confirmar que ele é de fato distorcido pela maré. Sabemos como a curva de fase deve ser para um planeta esférico. Um planeta distorcido pela maré tem um forte desvio disso. Também podemos ver se a superfície do planeta é coberta por uma poça de lava, como seria de se esperar em um planeta tão quente."

USPs são exoplanetas cujas órbitas são menores que um dia e cujas massas são menores que 2x a da Terra. Embora intrigante, apenas cerca de 100 USPs foram descobertas, com um estudo de 2014 estimando que aproximadamente 0,5% existem ao redor de estrelas semelhantes ao Sol e um estudo de 2019 discutindo sua composição em massa (ou seja, massa de seu núcleo de ferro e manto).

Conforme observado, dada sua órbita extremamente curta, esses mundos são provavelmente muito quentes para a vida como a conhecemos existir, e junto com os USPs estão os familiares "Júpiteres quentes" que orbitam suas estrelas em apenas alguns dias e os astrônomos estimam que sua população esteja na casa das centenas.

Como seu nome literalmente indica, esses mundos são planetas gasosos do tamanho de Júpiter ou maiores e também são potencialmente muito quentes para a vida como a conhecemos existir. Mas qual é o significado de TOI-6255 b ser um planeta do tamanho da Terra em oposição a um planeta do tamanho de Júpiter ou maior?

Dr. Dai diz: "Planetas similares à Terra em tamanho são provavelmente rochosos, ou seja, feitos principalmente de núcleo de ferro e manto de silicato. Eles nos mostram do que os planetas terrestres em outros sistemas planetários são feitos. Planetas do tamanho de Júpiter são certamente cobertos por espessas atmosferas de hidrogênio e hélio. Planetas do tamanho de Júpiter provavelmente não abrigam vida."

Embora o TOI-6255 b não deva ser desmontado pelos próximos 400 milhões de anos, observar qualquer exoplaneta ser despedaçado por sua estrela hospedeira pode fornecer informações importantes sobre as composições exterior e interior do planeta, ajudando-nos a entender melhor as semelhanças entre exoplanetas e planetas dentro do nosso próprio sistema solar.

Esses mundos únicos e suas órbitas extremamente estreitas desafiaram nossa compreensão da arquitetura do sistema solar em toda a nossa galáxia, a Via Láctea, já que Mercúrio é o planeta mais próximo do nosso Sol e ainda leva 88 dias para completar uma órbita.

Por enquanto, uma similaridade entre nosso sistema solar e sistemas exoplanetários é o limite de Roche. No entanto, o estudo também foca na interrupção de maré que está distorcendo fisicamente TOI-6255 b, com o Dr. Dai mencionando acima que "A interrupção de maré pode ser um destino potencial de planetas rochosos". Portanto, quais são as chances de ocorrer interrupção de maré para planetas rochosos em nosso sistema solar, e por quê?

O Dr. Dai diz: "A perturbação de maré dos planetas é mínima em nosso sistema solar. No entanto, acredita-se que os anéis de Saturno se originem da perturbação de maré dos satélites ao redor de Saturno. As forças de maré são fortemente dependentes da separação orbital, apenas objetos com o período orbital mais curto experimentam marés significativas."

phys.org