Foi lançado um novo e robusto catálogo com 126 exoplanetas confirmados e candidatos a exoplanetas, descobertos com o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA em colaboração com o Observatório W. M. Keck em Maunakea, Hawaii.

Nesta última edição do Levantamento TESS-Keck, o catálogo consiste em milhares de observações de velocidade radial que revelam uma fascinante mistura de tipos de planetas para lá do nosso Sistema Solar, desde mundos raros com ambientes extremos a mundos que poderiam possivelmente suportar vida.

O estudo foi publicado na edição de 23 de maio da revista The Astrophysical Journal Supplement.

"Os resultados do Levantamento TESS-Keck representam a maior contribuição para a compreensão da natureza física e das arquiteturas dos sistemas dos novos planetas que o TESS descobriu", afirma Alex Polanski, estudante de física e astronomia da Universidade do Kansas e principal autor do estudo. "Catálogos como este ajudam os astrónomos a colocar mundos individuais em contexto com o resto da população de exoplanetas."

Polanski e uma equipa global de astrónomos de várias instituições passaram três anos a desenvolver o catálogo; pegaram em dados planetários do TESS e analisaram 9204 medições de velocidade radial, 4943 das quais foram feitas ao longo de 301 noites de observação usando o instrumento de caça a planetas do Observatório Keck chamado HIRES (High-Resolution Echelle Spectrometer).

"Os resultados do Levantamento TESS-Keck dependem fundamentalmente da espetroscopia Doppler do HIRES do Observatório Keck. A comunidade científica dos EUA tem confiado neste instrumento de trabalho para estudos exoplanetários durante quase três décadas", diz o professor associado de física e astronomia da Universidade do Kansas Ian Crossfield, coautor do artigo científico.

A equipa também obteve mais 4261 medições de velocidade radial com o APF (Automated Planet Finder) do Observatório Lick da Universidade da Califórnia, no mesmo estado norte-americano. Com o total combinado das medições de velocidade radial, foi possível calcular as massas de 120 planetas confirmados e de seis planetas candidatos.

"As medições de velocidade radial permitem aos astrónomos detetar e conhecer as propriedades destes sistemas exoplanetários. Quando vemos uma estrela a oscilar regularmente para a frente e para trás, podemos inferir a presença de um planeta em órbita e medir a massa do planeta", diz Crossfield.

A oscilação produz uma mudança regular nos comprimentos de onda devido ao efeito Doppler, que é detetado através do método de velocidade radial - uma das técnicas utilizadas para encontrar exoplanetas. O fenómeno refere-se ao efeito gravitacional que um exoplaneta exerce sobre a sua estrela hospedeira, onde puxa a estrela à medida que o planeta orbita à sua volta. Quando a estrela hospedeira se move em direção a um telescópio, a sua luz visível torna-se ligeiramente mais azul; quando se afasta de nós, a luz torna-se ligeiramente mais vermelha. Isto é muito parecido com o comportamento do som; a sirene de um camião de bombeiros fica mais aguda quando se aproxima de nós e mais grave quando se afasta.

Dos planetas analisados no Levantamento TESS-Keck, dois planetas - TOI-1824 b e TOI-1798 c - destacam-se como exemplos de mundos com características tão peculiares que dão uma nova perspetiva sobre a classificação de exoplanetas e servem como potenciais pedras de toque para aprofundar a compreensão dos astrónomos sobre as diversas formas de formação e evolução dos planetas.

TOI-1824 b: Um Sub-Neptuno Superdenso

Impressão de artista do sistema TOI-1824. O exoplaneta TOI-1824 b é um sub-Neptuno superdenso com quase 19 vezes a massa da Terra, mas apenas 2,6 vezes o seu tamanho. Crédito: Observatório W. M. Keck/Adam Makarenko

Um dos sub-Neptunos mais densos do catálogo do Levantamento TESS-Keck, e objeto de outro artigo científico do Levantamento TESS-Keck da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, da autoria de Sarah Lange, TOI-1824 b é invulgarmente denso para um planeta do seu tamanho.

"Com quase 19 vezes a massa da Terra, mas apenas 2,6 vezes o tamanho do nosso planeta natal, TOI-1824 b é um exoplaneta estranho", diz o coautor Joseph Murphy, estudante da UC Santa Cruz. "Os planetas com dimensões semelhantes têm normalmente uma massa entre 6 e 12 vezes a massa da Terra".

Uma explicação para o facto de TOI-1824 b ser tão massivo, mas parecer muito mais pequeno do que o habitual, é que poderá ter um núcleo semelhante ao da Terra, rodeado por uma atmosfera invulgarmente fina, dominada pelo hidrogénio. Outra possibilidade é que o planeta tem um núcleo rico em água sob uma atmosfera de vapor.

"Este sub-Neptuno superdenso pode ser o primo massivo dos mundos aquáticos, que são pequenos planetas com elevado teor de água que se pensa existirem em torno de estrelas anãs vermelhas", diz Murphy.

As anãs vermelhas, ou estrelas anãs M, são o tipo de estrela mais comum na nossa Galáxia. São alvos ideais na procura de mundos habitáveis porque as anãs M são mais frias que o Sol; isto permite a existência de água líquida em planetas que orbitam mais perto delas, tornando estes sistemas mais fáceis de estudar.

TOI-1798 c: Uma Super-Terra rara e extrema

TOI-1798, um sistema que alberga dois planetas. O planeta interior é uma estranha super-Terra tão próxima da sua estrela que um ano neste mundo alienígena dura apenas metade de um dia terrestre. Crédito: Observatório W. M. Keck/Adam Makarenko

TOI-1798 é uma anã laranja, ou estrela de tipo K, com dois planetas: TOI-1798 b, um sub-Neptuno que tem uma órbita de cerca de oito dias, e TOI-1798 c, uma super-Terra que está tão perto da sua estrela hospedeira que completa uma órbita em menos de 12 horas. Este sistema planetário raro é um dos poucos sistemas estelares conhecidos que têm um planeta interior com uma órbita de período ultracurto.

"Enquanto a maioria dos planetas que conhecemos atualmente orbitam a sua estrela mais depressa do que Mercúrio orbita o Sol, os planetas com período ultracurto levam isto ao extremo. TOI-1798 c orbita a sua estrela tão rapidamente que um ano neste planeta dura menos de meio dia na Terra. Devido à proximidade da sua estrela hospedeira, os planetas com período ultracurto são também ultraquentes - recebendo mais de 3000 vezes a radiação que a Terra recebe do Sol. Existir neste ambiente extremo significa que este planeta provavelmente perdeu qualquer atmosfera que se tenha formado inicialmente", diz Polanski.

Com o Catálogo de Massas do Levantamento TESS-Keck, os astrónomos dispõem agora de uma nova base de dados para explorar as últimas investigações sobre os mundos que o TESS detetou; isto abre caminho ao estudo das variáveis e condições dos seus ambientes com maior detalhe, em particular aqueles que poderão albergar vida tal como a conhecemos.

"Ainda há milhares de planetas não confirmados apenas pela missão TESS, pelo que grandes lançamentos de novos planetas como este serão cada vez mais comuns à medida que os astrónomos se esforçam por conhecer a diversidade de mundos que vemos atualmente", diz Crossfield.

// Observatório W. M. Keck (comunicado de imprensa)
// Universidade do Kansas (comunicado de imprensa)
// Universidade do Hawaii (comunicado de imprensa)
// Universidade da Califórnia, Santa Cruz (comunicado de imprensa)
// Universidade da Califórnia em Riverside (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Supplement)
// Artigo científico (arXiv.org)
// Artigo científico sobre TOI-1824 b (The Astronomical Journal)

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Notícias relacionadas:
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TOI-1824 b:
Exoplanet.eu

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

Levantamento TESS-Keck:
Universidade da Califórnia em Irvine
Wikipedia

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite):
NASA
NASA/Goddard
Programa de Investigadores do TESS (HEASARC da NASA)
MAST (Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais)
Exoplanetas descobertos pelo TESS (NASA Exoplanet Archive)

Observatório W. M. Keck:
Página principal
Wikipedia