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Exoplaneta único aparece de surpresa em dados do satélite CHEOPS

A uma distância de 48 anos-luz da Terra, a estrela pertence à constelação do Lobo (Lupi) e é brilhante o suficiente para ser visível a olho nu. Os seus três planetas conhecidos (designados Nu2 Lupi b, Nu2 Lupi c e Nu2 Lupi d) foram detetados em 2019 pelo espectrógrafo HARPS, instalado no telescópio de 3,6 metros do Observatório Europeu do Sul (ESO), pelo método das velocidades radiais.

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Um estudo internacional, que conta com a colaboração de vários investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA ), usou o satélite Cheops , da Agência Espacial Europeia (ESA ), para observar a estrela Nu2 Lupi e os seus dois planetas mais interiores, que se sabia transitarem a estrela. O que a equipa não esperava era ver o terceiro planeta, um planeta aquático com uma órbita de mais de 100 dias, aparecer de surpresa nos dados do Cheops, também a transitar a estrela.

Laetitia Delrez (U. Liège ) a primeira autora do artigo publicado na revista Nature Astronomy (https://www.nature.com/articles/s41550-021-01381-5), comenta: “Tínhamos como objetivo prosseguir os estudos da estrela Nu2 Lupi e observar os exoplanetas “b” e “c” passar em frente à estrela, mas durante um trânsito do planeta “c” reparámos em algo fantástico: um trânsito inesperado do planeta “d”, que orbita mais longe da estrela”.

A uma distância de 48 anos-luz da Terra, a estrela pertence à constelação do Lobo (Lupi) e é brilhante o suficiente para ser visível a olho nu. Os seus três planetas conhecidos (designados Nu2 Lupi b, Nu2 Lupi c e Nu2 Lupi d) foram detetados em 2019 pelo espectrógrafo HARPS , instalado no telescópio de 3,6 metros do Observatório Europeu do Sul (ESO ), pelo método das velocidades radiais.

Observações subsequentes recorrendo ao satélite TESS , da NASA , mostraram que os dois planetas mais interiores, com órbitas de 11,6 e 27,6 dias respetivamente, transitavam a sua estrela, mas desconhecia-se que o planeta “d”, com uma órbita de cerca de 107 dias, também passava em frente à sua estrela. Se orbitasse o Sol, o Nu2 Lupi d ficaria situado entre as órbitas de Mercúrio e Vénus.

Susana Barros (IA & Dep. de Física e Astronomia da Faculdade de Ciências da UPorto ) sublinha a importância de estudar exoplanetas simultaneamente através dos métodos dos trânsitos e das velocidades radiais, que em conjunto permitem: “medir o seu diâmetro e inclinação da órbita e daí calcular a massa. Sabendo a massa e o diâmetro do planeta, podemos estabelecer limites à sua composição, isto é, a quantidade de rocha, gelo e gases que o compõem.”

Um dos maiores desafios da astronomia moderna é estudar atmosferas de exoplanetas pequenos, com tamanhos entre a Terra e Neptuno, mas a maioria dos exoplanetas de longo período descobertos até agora transitam estrelas pouco brilhantes, o que torna quase impossível a observação das suas atmosferas. Assim, um dos grandes objetivos do Cheops é descobrir alvos preferenciais para esses estudos. A opinião de Olivier Demangeon (IA & DFA-FCUP) é que “sendo uma das três estrelas mais brilhantes que se conhece com exoplanetas com essas características, a Nu2 Lupi é um exemplo perfeito de um alvo preferencial. Não seria de admirar que num futuro próximo surgissem muitas descobertas inovadoras relacionadas com as atmosferas desses planetas.”

Sérgio Sousa (IA & UPorto ), um dos representantes portugueses no concelho do consórcio do CHEOPS , sublinha que, apesar de ser uma pequena missão da ESA, o Cheops continua a demonstrar a sua enorme capacidade, ao apanhar este trânsito improvável de um planeta de longo período no sistema Nu2 Lupi: “Esta elevada precisão fotométrica só é possível porque estamos a fazer observações fora da nossa atmosfera, ao mesmo tempo que tentamos perceber e corrigir erros sistemáticos nos instrumentos, característicos das observações do Cheops.”

Em conjunto com os dados já conhecidos, a elevada precisão do Cheops permitiu à equipa determinar que o planeta “d” tem cerca de 2,5 vezes o diâmetro da Terra, mas uma massa 8,8 vezes maior do que o nosso planeta. A sua composição será semelhante à do planeta “c”, sendo ambos planetas aquáticos, envolvidos em atmosferas de hidrogénio e hélio. Calcula-se que quase 1/4 da composição de ambos será formada por água, por isso terão bastante mais água do que a Terra. Já a composição do planeta “b” parece ser sobretudo rochosa.

O consórcio do CHEOPS é liderado pela Suíça e pela ESA. Conta com a participação de 11 países europeus, sendo que em Portugal a participação científica é liderada pelo IA. A participação do IA no consórcio do CHEOPS faz parte de uma estratégia mais abrangente para promover a investigação em exoplanetas em Portugal, através da construção, desenvolvimento e definição científica de vários instrumentos e missões espaciais, como o CHEOPS ou o espectrógrafo ESPRESSO , já em funcionamento no Observatório do Paranal (ESO).

Esta estratégia irá continuar durante os próximos anos, com o lançamento do telescópio espacial PLATO (ESA), e a instalação do espectrógrafo HIRES no maior telescópio da próxima geração, o ELT (ESO).

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Fonte desta notícia: Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

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