Os astrônomos descobrem exoplanetas desmoronando no espaço: WebCuriosos

Os astrônomos encontraram dois planetas em torno de duas estrelas separadas que estão sucumbindo ao calor intenso de suas estrelas. Ambos estão se desintegrando diante de nossos olhos telescópicos, deixando trilhas de detritos semelhantes ao de um cometa. Ambos são planetas ultra-curosos (USPs) que orbitam suas estrelas rapidamente.

Esses planetas são um subclasse raro de USPs que não são enormes o suficiente para manter seu material. Os astrônomos conhecem apenas três outros planetas de desintegração.

Os USPs são conhecidos por suas órbitas extremamente rápidas, alguns completando uma órbita em apenas algumas horas. Como estão extremamente próximos de suas estrelas, são submetidos a calor intenso, radiação estelar e gravidade.

Muitos USPs estão trancados em sua estrela, transformando o lado voltado para estrelas em um inferno. O USPS raramente excede dois raios terrestres, e os astrônomos pensam que cerca de 1 em 200 estrelas semelhantes ao sol tem uma. Eles só foram descobertos recentemente e estão ultrapassando os limites de nossa compreensão dos sistemas planetários.

Existem muitas perguntas não respondidas sobre o USPS. Seu mecanismo de formação não é claro, embora eles provavelmente migrassem para suas posições, em vez de se formaram lá. Eles são difíceis de observar por causa de sua proximidade com suas estrelas, dificultando as perguntas sobre suas estruturas.

Felizmente, duas equipes separadas de pesquisadores viram os dois USPs desintegrando. Enquanto eles derramam seu conteúdo no espaço no Tails, estão dando aos astrônomos a oportunidade de ver o que está dentro deles.

As novas observações estão em dois novos artigos disponíveis no local pré-impressa arxiv.org. Um é “Um planeta rochoso desintegrando com caudas importantes em forma de cometa em torno de uma estrela brilhante.“O autor principal é Marc Hon, pesquisador de pós -doutorado no Mit Tess Science Office. Este artigo é referido a seguir como o estudo do MIT.

“Relatamos a descoberta do BD+054868AB, um exoplanet em transitação que orbita um K-Dwarf brilhante com um período de 1,27 dias”, escrevem os autores. A espaçonave Tess encontrou o planeta e suas observações “revelam profundidades variáveis ​​de trânsito e perfis de trânsito assimétricos”, afirma o artigo.

Essas são características de poeira provenientes do planeta condenado e formando caudas: uma na borda principal e outra na borda à direita. O tamanho das partículas de poeira em cada cauda é diferente, com a trilha principal contendo poeira maior e a cauda à direita contendo grãos mais finos.

“A taxa na qual o planeta está evaporando é totalmente cataclísmico, e temos uma sorte de testemunhar as últimas horas deste planeta moribundo '”, “”

Marc Hon, Mit Tess Science Office

“O planeta desintegrando orbitando BD+05 4868 A tem as caudas de poeira mais proeminentes até o momento”, disse o principal autor Hon. “As caudas de poeira que emanam do planeta em rápida evaporação são gigantescas. Seu comprimento de aproximadamente 9 milhões de km circunda mais da metade da órbita do planeta em torno da estrela a cada 30 horas e meia”, acrescentou.

O estudo do MIT mostra que o planeta está perdendo massa à taxa de 10 massas de material de terra por bilhão de anos. Como o objeto provavelmente é apenas aproximadamente do tamanho da Lua da Terra, ele será totalmente destruído em apenas alguns milhões de anos.

“A taxa na qual o planeta está evaporar é totalmente cataclísmico, e temos uma sorte de testemunhar as últimas horas deste planeta moribundo”, disse Hon.

A estrela anfitriã é provavelmente um pouco mais velha que o sol e tem uma anã vermelha companheiro separada por cerca de 130 au. Os autores pensam que o planeta é um ótimo candidato para estudos de acompanhamento com o JWST. Não é apenas a estrela brilhante, mas os trânsitos são profundos. Por causa das caudas principais e à direita, os trânsitos podem durar até 15 horas.

“O brilho da estrela hospedeira, combinado com os trânsitos relativamente profundos do planeta (0,8? 2,0%), apresenta BD+054868AB como um alvo principal para estudos composicionais de exoplanetas e investigações rochosas sobre a natureza dos planetas evaporação catastroficamente”, explicam.

“O que também é altamente emocionante no BD+05 4868 AB é que ele tem a estrela anfitriã mais brilhante dos outros planetas de desintegração-cerca de 100 vezes mais brilhante que o K2-22-estabilizando-o como uma referência para futuros estudos de desintegração de tais sistemas”, disse Avi Shporer, um cientista de pesquisa do Instituto de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT Kavli e co-autor do MIT Paper.

“Antes do nosso estudo, os outros três planetas de desintegração conhecidos estavam em torno de estrelas fracas, tornando -as desafiadoras para estudar”, acrescentou.

O segundo artigo é “Um mundo rochoso desintegrando envolto em poeira e gás: observações no meio do IR do K2-22B usando o JWST.“O autor principal é Nick Tusay, um estudante de doutorado da Penn State que trabalha no Centro de Exoplanetas e Mundos Habitáveis. Este artigo é a seguir conhecido como o estudo da Penn State.

“Os efluentes que sublimam a superfície e se condensam no espaço provavelmente são representativos das camadas anteriormente interiores transportadas convectivamente para a superfície fundida”, escrevem os autores.

Neste trabalho, os astrônomos foram capazes de observar seus detritos com o Miri do JWST e também com outros telescópios. As observações mostram que o material proveniente da USP provavelmente não será o material do núcleo dominado por ferro. Em vez disso, eles são “consistentes com alguma forma de minerais de silicato de magnésio, provavelmente do material do manto”, explicam os autores.

“Esses planetas estão literalmente derramando suas tripas no espaço para nós, e com o JWST finalmente temos os meios para estudar sua composição e ver o que os planetas orbitando outras estrelas são realmente feitos”, disse o principal autor Tusay.

Não podemos ver o que está dentro dos planetas em nosso sistema solar, embora ondas sísmicas e outras observações dêem aos cientistas uma boa idéia sobre o interior da Terra. Ao examinar as entranhas provenientes do K2-22B, os astrônomos estão aprendendo não apenas sobre o planeta, mas, por extensão, sobre outros planetas rochosos. A ironia é que eles estão tão distantes.

“O K2-22B possui um perfil de trânsito assimétrico, à medida que a nuvem empoeirada de efluentes do planeta aparece à frente da estrela, mostrando evidências de caudas estendidas como um cometa”.

“É uma oportunidade notável e fortuita para
Entenda o interior do planeta terrestre. “

Professor Jason Wright, Astronomia e Astrofísica, Penn State

“É notável que medir diretamente o interior dos planetas no sistema solar seja tão desafiador – tenhamos apenas uma amostra limitada do manto da Terra, e sem acesso ao de Mercúrio, Vênus ou Marte – mas aqui encontramos planetas centenas de luz Anos de distância que estão enviando seus interiores ao espaço e iluminando-os para estudarmos com nossos espectrógrafos “, disse Jason Wright, professor de astronomia e astrofísica, co-autor do Penn State Study e supervisor de doutorado de Tusay.

“É uma oportunidade notável e fortuita de entender o interior do planeta terrestre”, acrescentou.

Enquanto Tess descobriu o planeta de desintegração no artigo anterior, Kepler encontrou este durante sua missão K2 prolongada. Esta orbita sua estrela M-Dwarf em apenas 9,1 horas. A evidência de sua cauda está na variabilidade de sua curva de luz. “A variabilidade dramática na profundidade do trânsito de luz (0 a 1,3%) combinada com a forma de trânsito assimétrica sugere que estamos observando uma nuvem transitória de poeira que sublimando a superfície de um planeta invisível”, afirma o artigo MIT.

Segundo os autores, essa pode ser a primeira vez que vimos superar de um planeta vaporizador. “As características mais curtas do comprimento de onda Miri … podem constituir as primeiras observações diretas das características do gás de um planeta evaporador”, afirma o artigo.

“Inesperadamente, os modelos que melhor se encaixam nessas medições parecem ser espécies derivadas de gelo (NO e CO2)”, escrevem os autores. Embora o espectro seja amplamente consistente com um corpo rochoso, a presença de NO e CO2 é uma bola curva. Esses materiais são mais semelhantes aos corpos gelados, como cometas do que planetas rochosos.

“Na verdade, era uma espécie de 'quem ordenou isso?' Momento “, disse Tusay sobre encontrar as características geladas. Por esse motivo, os pesquisadores estão ansiosos para apontar o JWST no planeta novamente para obter mais e melhores dados. Várias vias podem gerar esses resultados, e apenas dados melhores podem ajudar os astrônomos a determinar o que está acontecendo.

Embora estejamos nos primeiros dias de observar planetas como este, os cientistas ainda têm algumas expectativas. Esses resultados desafiam essas expectativas, pois muitos esperavam encontrar apenas os remanescentes do núcleo de ferro desses USPs.

“Não sabíamos o que esperar”, disse Wright, que também é co-autor de um estudo anterior sobre como usar o JWST para investigar essas caudas exoplanetárias. “Tínhamos esperança de que eles ainda tivessem seus mantos, ou potencialmente até material de crosta que estava sendo evaporado. O espectrógrafo intermediário do JWST Miri era a ferramenta perfeita para verificar, porque os materiais da crosta, o manto de silicato e os núcleos de ferro transmitiam luzes em diferentes maneiras pelas quais o JWST pode distinguir espectroscopicamente “, acrescentou Wright.

Em seguida, ambas as equipes de cientistas esperam apontar o JWST no BD+05 4868 AB do estudo do MIT. Sua estrela é muito mais brilhante do que as outras estrelas conhecidas por sediar USPS desintegrando. Uma fonte de luz brilhante facilita muito o JWST obter resultados mais fortes.

“O que também é altamente emocionante no BD+05 4868 AB é que ele tem a estrela anfitriã mais brilhante dos outros planetas de desintegração-cerca de 100 vezes mais brilhante que o K2-22-estabilizando-o como uma referência para futuros estudos de desintegração de tais sistemas”, disse Avi Shporer, cientista de pesquisa do Instituto de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT Kavli e co-autor do projeto MIT.

“Antes do nosso estudo, os outros três planetas de desintegração conhecidos estavam em torno de estrelas fracas, tornando -as desafiadoras para estudar”, acrescentou.

Quando o JWST foi lançado, ele não tinha como objetivo observar os exoplanetas desintegrantes. Mas esta pesquisa mostra uma nova maneira de usar o poderoso telescópio. Surpresas como essa fazem parte de todos os novos telescópios ou de observação, e os pesquisadores costumam esperar por eles.

“A qualidade dos dados que devemos obter do BD+05 4868 A será requintada”, disse Shporer. “Esses estudos provaram a validade dessa abordagem para entender os interiores exoplanetários e abriram a porta para uma nova linha de pesquisa com o JWST”.

Este artigo foi publicado originalmente por Universo hoje. Leia o Artigo original.