Uma nova investigação de dados antigos do Kepler revelou que um sistema planetário que se pensava não ter planetas tem, na verdade, dois planetas que orbitam a sua estrela num estilo único, como um carrossel à moda antiga.

O sistema KOI-134 contém dois exoplanetas que orbitam a sua estrela de uma forma peculiar em dois planos orbitais diferentes, com um planeta a exibir uma variação significativa nos tempos de trânsito. Este é o primeiro sistema do género a ser descoberto.

Há mais de uma década, os cientistas usaram o Telescópio Espacial Kepler da NASA para observar o sistema KOI-134 e pensaram que poderia ter um planeta em órbita, mas consideraram este candidato a planeta como um falso positivo, porque os seus trânsitos (ou passagens em frente da sua estrela) não estavam alinhados como esperado. Estes trânsitos eram tão anormais que o planeta foi de facto eliminado através de um sistema automatizado como um falso positivo antes de poder ser analisado mais profundamente.

No entanto, o empenho da NASA em partilhar abertamente os dados científicos significa que os investigadores podem constantemente rever observações antigas para fazer novas descobertas. Neste novo estudo, os investigadores reanalisaram os dados de KOI-134 obtidos pelo Kepler e confirmaram que não só o "falso positivo" é um planeta real, como o sistema tem dois planetas e uma dinâmica orbital muito interessante!

Primeiro, o planeta "falso positivo", chamado KOI-134 b, foi confirmado como sendo um Júpiter ameno (ou um planeta ameno de tamanho semelhante a Júpiter). Através desta análise, os investigadores descobriram que a razão pela qual este planeta escapou à confirmação anterior se deve ao facto de sofrer as chamadas variações de tempo de trânsito (VTTs), ou seja, pequenas diferenças de um planeta em torno da sua estrela que podem "adiantar" ou "atrasar" o seu trânsito porque este está a ser empurrado ou puxado pela gravidade de outro planeta, o que também foi revelado neste estudo. Os investigadores estimam que KOI-134 b transita pela sua estrela até 20 horas mais "tarde" ou mais "cedo", o que é uma variação significativa. De facto, é tão significativa que é a razão pela qual o planeta não foi confirmado nas observações iniciais.

Animação que mostra a dinâmica orbital do sistema KOI-134, com os planetas KOI-134 b e KOI-134 c. Crédito: NASA/JPL-Caltech/K. Miller (Caltech/IPAC)

Como estas VTTs são causadas pela interação gravitacional com outro planeta, esta descoberta também revelou um irmão planetário: KOI-134 c. Ao estudar este sistema em simulações que incluem estas VTTs, a equipa descobriu que KOI-134 c é um planeta ligeiramente mais pequeno do que Saturno e mais próximo da sua estrela do que KOI-134 b.

KOI-134 c escapou anteriormente à observação porque orbita num plano orbital inclinado, um plano diferente de KOI-134 b, e esta órbita inclinada impede o planeta de transitar pela sua estrela. Os dois planos orbitais destes planetas diferem em cerca de 15 graus, também conhecido como uma inclinação mútua de 15 graus, o que é significativa. Devido à interação gravitacional entre estes dois planetas, os seus planos orbitais também se inclinam para a frente e para trás.

Outra característica interessante deste sistema planetário é algo chamado ressonância. Estes dois planetas têm uma ressonância de 2 para 1, o que significa que no mesmo tempo que um planeta completa uma órbita, o outro completa duas órbitas. Neste caso, KOI-134 b tem um período orbital (o tempo que um planeta leva para completar uma órbita) de cerca de 67 dias, o que é o dobro do período orbital de KOI-134 c, que orbita a cada 33-34 dias.

Entre os planos orbitais separados que se inclinam para trás e para a frente, as VTTs e a ressonância, os dois planetas orbitam a sua estrela num padrão que se assemelha a dois póneis de madeira a andar para cima e para baixo num carrossel tradicional.

Embora este sistema tenha começado como um falso positivo com o Kepler, esta reanálise dos dados revela um sistema vibrante com dois planetas. De facto, este é o primeiro sistema multiplanetário compacto descoberto que não é plano, tem uma VTT muito significativa e contém planos orbitais que se inclinam para a frente e para trás.

Além disso, a maioria dos sistemas planetários não tem inclinações mútuas elevadas entre pares de planetas próximos. Para além de ser uma raridade, inclinações mútuas como esta também não são medidas com frequência devido a desafios no processo de observação. Assim, ter medições como esta de uma inclinação mútua significativa num sistema, bem como medições de ressonância e VTTs, fornece uma imagem clara da dinâmica dentro de um sistema planetário que nem sempre conseguimos ver.

// NASA (comunicado de imprensa)
// Universidade do Sul de Queensland (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)
// Artigo científico (arXiv)

Quer saber mais?

Sistema KOI-134:
ipac
KOI-134 b (Exoplanet.eu)
KOI-134 c (Exoplanet.eu)

Variação de tempo de trânsito:
Wikipedia

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

Telescópio Espacial Kepler:
NASA
NASA - 2
Wikipedia