Há um tipo de exoplaneta que os astrônomos às vezes chamam de planetas de algodão doce ou super-sopros. Eles são misteriosos, porque suas massas não combinam com seus raios extremamente grandes. As duas características implicam um planeta com uma densidade extremamente baixa.
Em nosso Sistema Solar, não há nada como eles, e encontrá-los em sistemas solares distantes tem sido intrigante. Agora, um par de astrônomos pode ter descoberto.
Os astrônomos são Anthony Piro, da Universidade Carnegie, e Shreyas Vissapragada, na Caltech. O artigo deles é intitulado "Explorando se os Super-sopros podem ser explicados como exoplanetas com anéis". É publicado no The Astronomical Journal.
"Começamos a pensar: e se esses planetas não forem como o algodão doce?", Disse Piro em um comunicado à imprensa. "E se os superpufes parecerem tão grandes porque estão realmente cercados por anéis?"
Os caçadores de planetas encontraram mais de 4.000 exoplanetas confirmados. Com uma observação cuidadosa, os astrônomos podem restringir características de exoplanetas como densidade, massa, tamanho e até mesmo se estiverem na zona habitável de sua estrela. Mas não há uma maneira real de determinar se esses objetos distantes têm anéis.
Seria surpreendente se ninguém o fizesse. Todos os gigantes de gás e gigantes de gelo em nosso Sistema Solar têm anéis, embora apenas os de Saturno sejam facilmente discerníveis.
A maior parte dos exoplanetas é descoberta com o método de trânsito. Isso envolve observar cuidadosamente um planeta enquanto ele passa entre sua estrela hospedeira e nós. Com base no pequeno mergulho na luz das estrelas que o trânsito do planeta causa, os astrônomos podem detectar um planeta. É também como eles determinam as outras características de um planeta, além de observar como a estrela balança em resposta ao movimento do planeta.
Mas o método de trânsito não pode dizer aos astrônomos se um planeta tem anéis. Em um experimento mental, os astrônomos se perguntavam como seriam planetas como Saturno para um observador distante.
"Começamos a pensar: se você olhasse para nós de um mundo distante, reconheceria Saturno como um planeta em anel ou pareceria um planeta inchado para um astrônomo alienígena?" Vissapragada perguntou.
Em seu artigo, os pesquisadores dizem: "Um exemplo útil a considerar é o de Saturno: em média, durante a temporada, se um observador externo medisse o tamanho de Saturno em trânsito sem contabilizar anéis, eles subestimariam sua verdadeira densidade em cerca de um fator de dois".
Eles construíram sobre esse experimento mental um experimento real ou simulação. Os pesquisadores simularam um planeta circular passando em frente ao Sol, e como isso seria para um astrônomo distante com os poderosos instrumentos de observação. Eles também estudaram os tipos de material nos anéis que afetariam as observações.
Os resultados foram misturados. De acordo com o trabalho deles, os anéis podem explicar alguns planetas puff, mas não todos. Em seu artigo, eles dizem: "Achamos que essa explicação funciona para alguns dos superpuffs, mas para outros ela tem dificuldades". Parte da explicação para esses resultados inclui os espectros sem características dos planetas de sopro.
Em seu artigo, os autores dizem: “Aqui nós consideramos se eles <planam os planetas> poderiam ter grandes raios inferidos porque são de fato anilhados. Isso naturalmente explica por que os superpuffs até agora apenas mostraram espectros de trânsito sem características. ” Normalmente, um exoplaneta terá um espectro, mas com anéis, não há nenhum.
Os autores continuam: “Achamos que essa hipótese pode funcionar em alguns casos, mas não em todos. A proximidade dos superpuffs às estrelas pais exige anéis com uma composição rochosa ao invés de gelada. ” Isso, por sua vez, limita os raios dos anéis.
E o limite dos raios significa que os anéis podem explicar alguns planetas puff, mas não todos. De acordo com o artigo, isso "torna desafiador explicar o tamanho grande do Kepler 51b, 51c, 51d e 79d, a menos que os anéis sejam compostos de material poroso". Os três planetas Kepler 51 são todos planetas de sopro e são os três com as densidades mais baixas conhecidas. De fato, embora todos sejam planetas do tamanho de Júpiter, suas massas são apenas algumas vezes maiores que as da Terra.
Em um comunicado à imprensa, o co-autor Piro explicou o seguinte: “Esses planetas tendem a orbitar em estreita proximidade com suas estrelas hospedeiras, o que significa que os anéis teriam que ser rochosos, e não gelados. Mas os raios dos anéis rochosos só podem ser tão grandes, a menos que a rocha seja muito porosa, de modo que nem todos os superpufes se encaixariam nessas restrições. ”
O material que forma um anel rochoso só pode ser tão denso e só pode formar anéis de um determinado tamanho. Se for muito denso e distante do planeta, ele se combinará em satélites.
O par de pesquisadores diz que pelo menos três planetas observados provavelmente podem ser explicados por anéis: Kepler 87c e 177c, além do HIP 41378f. O Kepler 87c é tão grande quanto Netuno, mas é apenas cerca de 6,4 vezes mais massivo que a Terra. Os outros dois da lista têm uma discrepância semelhante entre tamanho e massa.
Infelizmente, como muitos problemas de astronomia, não temos o poder de observar para descobrir se essa pesquisa é precisa. As observações no solo chegaram perto de alvos brilhantes, mas as estrelas hospedeiras dos planetas conhecidos são muito fracas. (A única exceção é o HIP 41278 f, que foi anunciado como um novo planeta de sopro quando os dois autores estavam concluindo este artigo.) Também como outras questões da astronomia, temos que esperar o Telescópio Espacial James Webb para lançar alguma luz sobre o problema. Nenhuma instalação de observação atual é capaz de detectar anéis ao redor de exoplanetas.
Se algum desses exoplanetas tiver anéis, será um desenvolvimento importante. Darei aos astrônomos uma compreensão muito melhor de como os sistemas planetários se formaram e como eles evoluíram.
Mais:
- Press Release: E se os planetas misteriosos de “algodão doce” realmente tocam anéis?
- Artigo: Pesquisando se os Superpuffs podem ser Explicados como Exoplanetas Anilhados
- Revista Space: A "mega-estrutura alienígena" em torno da estrela de Tabby é realmente um gigante de gás com anéis?
