Um exoplaneta distante e quente de Júpiter desistiu da vida solitária típica do seu tipo em favor da parceria com outro planeta – e agora os astrónomos pensam que sabem porquê.
quente Júpitersim planeta gigante gasoso A órbita está muito próxima de sua estrela. No entanto, eles não se formam tão próximos, mas, em vez disso, agrupam-se mais antes de migrar para dentro. Quando fazem esta viagem, normalmente expulsam quaisquer outros planetas no seu caminho – mas o quente Júpiter TOI-1130c parece ter-se agarrado a um planeta mais pequeno como companheiro de viagem. Os dois parecem ter seguido em suas próprias direções Estrela Junto.
“Este é um sistema único”, disse Huang num relatório. declaração. “Os Júpiteres quentes são ‘solitários’, o que significa que não têm companheiros nas suas órbitas. A sua massa é tão grande e a sua gravidade é tão forte que qualquer coisa dentro das suas órbitas seria dispersa. Mas de alguma forma, neste Júpiter quente, um companheiro interior sobreviveu, o que levanta questões sobre como tal sistema poderia ter-se formado.”
Agora, uma equipa internacional de astrónomos liderada por Saugata Barat do MIT, incluindo Yellow, pensa ter encontrado a resposta, combinando Telescópio Espacial James Webb (JWST) observa a estrela companheira de um Júpiter quente, que é um miniNetuno Digite três vezes e meia o diâmetro do mundo Terra e catalogado como TOI-1130b. Ao observar o sistema mini-Netuno enquanto ele transita pelo Sol, eles foram capazes de procurar locais onde a atmosfera do planeta absorve a luz da estrela. O comprimento de onda da luz absorvida disse-lhes que o planeta tinha uma atmosfera “pesada” cheia de vestígios de vapor de água, dióxido de carbono, dióxido de enxofre e metano. Neste caso, “pesado” significa mais pesado que o hidrogênio e o hélio, elementos que deverão dominar a atmosfera caso o mini-Netuno se forme perto de sua estrela.
Em vez disso, os mini-Netunos e os Júpiteres quentes devem ter se formado além da linha de neve (às vezes chamada de “linha de gelo”), a distância entre os planetas deixados para trás em seus discos protoplanetários, onde as temperaturas eram baixas o suficiente para que a água se formasse como gelo, em vez de líquido ou vapor.
“Esta é a primeira vez que observamos a atmosfera de um planeta dentro da órbita de um Júpiter quente”, disse Barratt. “Esta medição diz-nos que este mini-Netuno se formou além da ‘linha de gelo’.”
Mini-Netuno sobreviveu em vez de ser amarrado ao saqueador Júpiter quente porque os dois planetas deram as mãos enquanto migravam juntos, eventualmente estabelecendo-se em suas órbitas atuais e ancorados pela ressonância gravitacional entre eles.
Em sua órbita atual, o TOI-1130b orbita sua estrela a cada quatro dias a uma distância de 4,2 milhões de milhas (6,8 milhões de quilômetros ou 0,0453 unidade astronômicaAU) a uma temperatura de 1.025 graus Fahrenheit (550 graus Celsius). Enquanto isso, o TOI-1130c orbita a cada oito dias a uma distância de 6,8 milhões de milhas (10,9 milhões de quilômetros ou 0,0731 UA), perto o suficiente para atingir temperaturas de 930 graus Fahrenheit (500 graus Celsius). Em outras palavras, os planetas estão em ressonância 2:1, onde mini-Netunos orbitam duas vezes para cada órbita de Júpiter quente.
No entanto, a ligação gravitacional entre os dois planetas também apresentou desafios para a equipa Bharat observá-los com o JWST.
Como os dois mundos estão puxando, puxando ou puxando um contra o outro através da gravidade em diferentes pontos de suas órbitas, isso resulta em uma Variação do Tempo de Trânsito (TTV), que é a diferença nos tempos de trânsito esperados. Como o tempo no JWST é muito procurado, a equipe de Bharat só teve uma chance de observar os planetas e, se calculassem mal e observassem na hora errada, iriam perdê-los.
“Esta é uma previsão desafiadora e temos que acertar”, disse Barratt.
Para conseguir isso, Judith Korth, da Universidade de Lund, na Suécia, desenvolveu um modelo baseado em observações anteriores do sistema para prever o tempo do trânsito de cada planeta. O modelo funciona tão bem que as observações do JWST explicam não apenas o sistema TOI-1130, mas potencialmente todos os mini-Neptunos encontrados perto da sua estrela.
“Este sistema representa uma das estruturas mais raras já descobertas pelos astrônomos”, concluiu Barratt. “As observações do TOI-1130b fornecem a primeira pista de que tais mini-Neptunos, formados fora da linha água/gelo, existem na natureza.”
As descobertas foram publicadas em 5 de maio Comunicações do Jornal Astrofísico.
