fevereiro 7, 2023

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Um exoplaneta gigante gasoso com o dobro da massa da Terra foi descoberto: ScienceAlert

Um exoplaneta recém-pesado deixou os astrônomos perplexos.

Depois de fazer medições de um exoplaneta muito pequeno, do tamanho de Júpiter, chamado HD-114082b, os cientistas descobriram que suas características não correspondiam a nenhum dos dois modelos populares de formação de planetas gigantes gasosos.

Simplificando, é muito pesado para sua idade.

“Comparado aos modelos atualmente aceitos, o HD-114082b é duas a três vezes mais denso para um jovem gigante gasoso de apenas 15 milhões de anos”, disse ele. explica a astrofísica Olga Zakhazy do Instituto Max Planck de Astronomia na Alemanha.

Orbitando uma estrela chamada HD-114082 a cerca de 300 anos-luz de distância, o exoplaneta tem sido objeto de uma intensa campanha de coleta de dados. Com apenas 15 milhões de anos, HD-114082b é um dos exoplanetas mais jovens já descobertos, e entender suas propriedades pode fornecer pistas sobre como os planetas se formam – um processo não totalmente compreendido.

Dois tipos de dados são necessários para caracterizar de forma abrangente um exoplaneta, com base em seu efeito em sua estrela hospedeira. Os dados de trânsito são um registro de como a luz de uma estrela diminui quando um exoplaneta em órbita passa na frente dela. Se soubermos o quão brilhante é a estrela, esse leve escurecimento pode revelar o tamanho de um exoplaneta.

Os dados de velocidade radial, por outro lado, são um registro de quanto a estrela oscila em resposta à atração gravitacional dos planetas externos. Se conhecermos a massa da estrela, a amplitude de sua oscilação pode nos dar a massa do exoplaneta.

Por quase quatro anos, os pesquisadores coletaram observações de velocidade radial de HD-114082. Usando os dados coletados de trânsito e velocidade radial, os pesquisadores determinaram que HD-114082b tem um raio semelhante Júpiter – Mas a massa de Júpiter é 8 vezes maior. Isso significa que a densidade do exoplaneta é quase o dobro da da Terra e cerca de 10 vezes a de Júpiter.

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O tamanho e a massa deste pequeno exoplaneta significam que é improvável que seja um planeta rochoso muito grande; limites superiores em torno dele 3 o raio da Terra E a 25 massas de terra.

Há também uma faixa de densidade muito pequena em exoplanetas rochosos. Acima desta faixa, o corpo torna-se mais intensoE a gravidade do planeta começa a conter uma importante atmosfera de hidrogênio e hélio.

HD-114082b excede significativamente esses parâmetros, o que significa que é um gigante gasoso. Mas os astrônomos não sabem como isso aconteceu.

“Achamos que os planetas gigantes poderiam se formar de duas maneiras possíveis,” diz o astrônomo Ralph Lönnhardt mpia. “Ambos ocorrem dentro de um disco protoplanetário de gás e poeira distribuído em torno de uma jovem estrela central.”

Ambos os métodos são chamados de “inicialização a frio” ou “inicialização a quente”. No início frio, pensa-se que o exoplaneta se forma, pedrinha após pedrinha, a partir de detritos no disco que orbita a estrela.

As peças se atraem, primeiro eletrostaticamente, depois gravitacionalmente. Quanto mais massa, mais rápido ela cresce, até se tornar maciça o suficiente para desencadear um acúmulo descontrolado de hidrogênio e hélio, os dois elementos mais leves do universo, criando um enorme envelope gasoso em torno de um núcleo rochoso.

Dado que os gases perdem calor à medida que caem em direção ao núcleo do planeta e formam a atmosfera, é vista como uma opção relativamente legal.

Uma partida a quente também é conhecida como instabilidade do disco, e acredita-se que ocorra quando uma região de turbilhão de instabilidade no disco colapsa diretamente sobre si mesma pela gravidade. O objeto resultante é um exoplaneta totalmente formado sem núcleo rochoso, pois os gases retêm mais calor.

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Os exoplanetas que experimentam um começo frio ou um começo quente devem resfriar em taxas diferentes, resultando em características distintas que devemos ser capazes de observar.

Os pesquisadores dizem que as características do HD-114082b não se encaixam no modelo hot-start. Seu tamanho e massa são mais consistentes com acreção primária. Mas mesmo assim, ainda é bastante grande para seu tamanho. Ou ele contém um núcleo incomum ou algo mais está acontecendo.

“É muito cedo para desistir da ideia de um arranque a quente” Lönnhardt diz. “Tudo o que podemos dizer é que ainda não entendemos muito bem a formação dos planetas gigantes.”

Os exoplanetas são um dos três planetas que sabemos ter menos de 30 milhões de anos e para os quais os astrônomos obtiveram medidas de raio e massa. Até agora, todos os três parecem ser incompatíveis com o modelo de instabilidade do disco.

Três é claramente um tamanho de amostra muito pequeno, mas três para três indica que a acumulação primária é provavelmente a mais comum das duas.

“Embora sejam necessários mais planetas desse tipo para confirmar essa tendência, acreditamos que os teóricos devem começar a reavaliar seus cálculos.” Zakhozai diz.

“É emocionante como nossos resultados observacionais alimentam a teoria da formação dos planetas. Eles ajudam a melhorar nosso conhecimento sobre como esses planetas gigantes crescem e nos dizem onde estão as lacunas em nossa compreensão.”

Pesquisa publicada em Astronomia e astrofísica.