Pesquisadores que trabalham com dados do TESS da NASA (Transiting Exoplanet Survey Satellite) descobriram um planeta que orbita duas estrelas. Inicialmente, o sistema foi identificado pelos cientistas cidadãos como um par de estrelas binárias que eclipsam sem um planeta. Mas um estagiário examinando mais de perto esses dados descobriu que eles foram identificados incorretamente.
O nome do estagiário é Wolf Cukier e ele foi estagiário de verão no Goddard Space Flight Center da NASA, a agência que gerencia o TESS. Os cientistas cidadãos do Zooniverse no programa Planet Hunters TESS capturaram variações no brilho das estrelas nos dados do TESS e as carregaram. Cukier estava examinando mais de perto esses envios quando encontrou os dados do TOI 1338, um sistema estelar binário a cerca de 1300 anos-luz de distância na constelação de Pictor.
"Eu estava procurando nos dados tudo o que os voluntários sinalizaram como um binário eclipsante, um sistema em que duas estrelas circulam entre si e, do nosso ponto de vista, eclipsam-se a cada órbita", disse Cukier. “Cerca de três dias após o estágio, vi um sinal de um sistema chamado TOI 1338. No começo, pensei que fosse um eclipse estelar, mas o tempo estava errado. Acabou sendo um planeta.
Um planeta circumbinário é aquele que orbita duas estrelas, e este é o primeiro de TESS. Existem mais de 20 outros circumbinários confirmados e um punhado de não confirmados ou duvidosos. Essa descoberta foi apresentada em um painel de discussão na reunião anual da American Astronomical Society. Cukier e outros pesquisadores enviaram suas descobertas em um artigo para uma revista científica.
O planeta é chamado TOI 1338 b e é o único planeta que conhecemos no sistema. É cerca de 6,9 vezes maior que a Terra, o que a coloca entre Netuno e Saturno para comparação. Uma das estrelas que orbita é cerca de 10% mais massiva que o nosso Sol, enquanto a outra é mais fria e mais escura, e apenas um terço da massa do Sol. Como o TOI 1338 b está quase no mesmo plano que as estrelas, ele experimenta eclipses solares a cada 15 dias.
O TESS trabalha detectando planetas passando entre nós e suas estrelas. Cada vez que isso acontece, isso é chamado de trânsito. Suas câmeras sensíveis podem detectar essas pequenas gotas de luz da estrela. O TESS está em uma missão de dois anos para detectar exoplanetas estudando o mesmo setor do céu por 27 dias seguidos. Seu foco é encontrar mundos semelhantes à Terra em torno de estrelas próximas, que são mais fáceis para outros observatórios e telescópios acompanharem.
Mas a maioria dos exoplanetas detectados até agora, pelo TESS e outros caçadores de planetas, estão orbitando uma única estrela. Circumbinários como o TOI 1338 b são mais difíceis de detectar. Ambas as estrelas do sistema também estão orbitando, tornando difícil desembaraçar os vários trânsitos e mergulhos na luz. Nesse caso, a estrela menor passa na frente da maior, criando uma queda semelhante na luz das estrelas ao trânsito do planeta.
"Esses são os tipos de sinais com os quais os algoritmos realmente enfrentam".
Vaselin Kostov, Autor Principal, Instituto SETI e Goddard Space Flight Center
Os trânsitos da TOI 1338 b ocorrem irregularmente, entre a cada 93 e 95 dias, tornando-o não periódico. E a profundidade e a duração dos trânsitos também são variáveis, devido ao movimento de ambas as estrelas. Para aumentar a dificuldade, o TESS só pode ver o trânsito do planeta na frente da estrela maior, não da menor.
"Esses são os tipos de sinais com os quais os algoritmos realmente enfrentam", disse o principal autor Veselin Kostov, cientista do Instituto SETI e Goddard, que já trabalhou em outros estudos de planetas circumbinários. "O olho humano é extremamente bom em encontrar padrões nos dados, especialmente padrões não periódicos, como os que vemos nos trânsitos desses sistemas".
Cukier olhou para os dados de trânsito e ficou incerto a princípio. Cada trânsito teve que ser examinado individualmente, porque o trânsito do planeta e o trânsito da estrela menor em frente à estrela maior produziram quedas semelhantes à luz das estrelas. Inicialmente, parecia que a estrela menor estava causando o mergulho, mas o momento não coincidia com um eclipse. A equipe usou um pacote de software chamado "Eleanor", nomeado em homenagem ao protagonista de "Contact", de Carl Sagan, para ajudá-los a entender o que estavam vendo.
"Em todas as suas imagens, o TESS está monitorando milhões de estrelas", disse a coautora Adina Feinstein, uma estudante de graduação da Universidade de Chicago. "É por isso que nossa equipe criou eleanor. É uma maneira acessível de baixar, analisar e visualizar dados de transporte público. Nós o projetamos com planetas em mente, mas outros membros da comunidade o usam para estudar estrelas, asteróides e até galáxias. ”
O TESS não é o primeiro a estudar o TOI 1338. Ele foi estudado a partir do solo em pesquisas de velocidade radial. Esses dados de arquivo ajudaram a equipe a identificar a órbita da TOI 1338 b. Segundo eles, a órbita do planeta permanecerá estável pelos próximos 10 milhões de anos, embora, da nossa perspectiva, pare de transitar na frente de sua estrela em novembro de 2023. Então, por volta de 2031, veremos os trânsitos novamente, graças ao ângulo da órbita.
Embora tenhamos identificado apenas alguns, os circumbinários podem ser relativamente comuns. Eles são difíceis de encontrar, especialmente os pequenos, embora os circumbinários tenham mais probabilidade de transitar do que os planetas que orbitam uma única estrela.
Planetas circumbinários podem ter algumas características estranhas em comparação com planetas que orbitam uma única estrela. As características orbitais desses sistemas podem ser complexas e dinâmicas. Alguns astrônomos os chamam de "violentos".
Um circumbinar descoberto em 2014, o Kepler 413-b, tem uma inclinação axial que pode variar até 30% em 11 anos. Fica perto da borda interna da zona habitável e suas estações podem variar muito. Os astrônomos que estudam o planeta observaram três trânsitos ocorrendo com 66 dias de intervalo. Não houve trânsitos por 800 dias, seguidos por mais cinco trânsitos, também separados por 66 dias cada. Essas lacunas nos trânsitos levam os cientistas a acreditar que existem muito mais circumbinários por aí, simplesmente não estamos observando no momento certo para vê-los transitar.
Sistemas estelares binários são comuns, e os astrônomos esperam que o TESS encontre centenas de milhares de sistemas estelares binários mais eclipsantes durante a missão de dois anos. Com base nisso, é provável que a espaçonave encontre muito mais planetas circumbinários. Para referência, Kepler encontrou 12 planetas circumbinários em 10 sistemas estelares binários que eclipsam.
Mais:
- Comunicado de imprensa: A missão TESS da NASA descobre seu primeiro mundo com duas estrelas
- Space Magazine: Hubble detecta um planeta em torno do sistema binário de estrelas
- Entrada da Wikipedia: Planetas Circumbinários
