This artist’s impression compares the seven planets orbiting the ultra-cool red dwarf star TRAPPIST-1 to the Earth at the same scale. New observations, when combined with very sophisticated analysis, have now yielded good estimates of the densities of all seven of the Earth-sized planets and suggest that they are rich in volatile materials, probably water. They are shown to the same scale but not in the correct relative positions.

TRAPPIST-1 é mais parecido com o sistema solar do que se imaginava

em maio 16 | em Astronomia, Ciência, Mistério, Notícia | por | com No Comments

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O sistema TRAPPIST-1 é o mais tentador em nosso “bairro galáctico” local. Está apenas 40 anos-luz de distância, com sete exoplanetas rochosos, três dos quais estão na zona habitável de sua estrela. Mas é preciso mais do que isso para tornar um mundo verdadeiramente habitável, então os astrônomos têm buscado características que podem nos contar mais sobre a história do sistema.

Agora, uma nova pesquisa de tirar o fôlego descobriu que, assim como os planetas do nosso Sistema Solar orbitam em um plano mais ou menos plano ao redor do equador do Sol – um pouco como um disco de vinil – o mesmo acontece com os exoplanetas do TRAPPIST-1.

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Essa descoberta permitirá aos astrônomos investigar a história dinâmica do sistema – o que pode nos ajudar a refinar modelos do sistema e descartar a habitabilidade em qualquer um de seus exoplanetas. Mas encontrar os planetas ao redor do equador da estrela significa que eles estão basicamente orbitando na mesma inclinação em que se formaram, facilitando o estudo do estado primordial do sistema.

Até o momento, os astrônomos descobriram mais de 4.000 exoplanetas na galáxia da Via Láctea, e uma das coisas muito importantes que eles podem nos mostrar é o quão normal (ou não) o Sistema Solar realmente é.

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Os astrônomos já mediram o alinhamento orbital de muitos exoplanetas até agora, e muitos gigantes gasosos em órbita próxima exibem o que é chamado de obliquidade estelar, quando os exoplanetas de uma estrela estão orbitando em ângulo oblíquo ao eixo de rotação da estrela.

Os sistemas de vários planetas tendem a ser menos oblíquos – mas ninguém o havia medido com mundos rochosos semelhantes à Terra antes. Isso ocorre porque a obliquidade estelar é medida com base em algo chamado efeito Rossiter-McLaughlin, que é difícil de observar com pequenas estrelas fracas como TRAPPIST-1.

Aqui está como isso funciona. Quando observamos uma estrela em órbita, a luz do lado que gira em nossa direção é comprimida em frequências mais altas no final azul do espectro. Chamamos isso de desânimo. A luz do lado girando para longe de nós, por outro lado, é esticada em frequências mais baixas ou deslocada para vermelho.

A impressão desse artista compara os sete planetas que orbitam a estrela TRAPPIST-1 ultra-legal da anã vermelha com a Terra na mesma escala. Novas observações, quando combinadas com análises muito sofisticadas, agora produziram boas estimativas das densidades de todos os sete planetas do tamanho da Terra e sugerem que elas são ricas em materiais voláteis, provavelmente água. Eles são mostrados na mesma escala, mas não nas posições relativas corretas.

A impressão desse artista compara os sete planetas que orbitam a estrela TRAPPIST-1 ultra-legal da anã vermelha com a Terra na mesma escala. Novas observações, quando combinadas com análises muito sofisticadas, agora produziram boas estimativas das densidades de todos os sete planetas do tamanho da Terra e sugerem que elas são ricas em materiais voláteis, provavelmente água. Eles são mostrados na mesma escala, mas não nas posições relativas corretas.

Quando um planeta se move em torno dessa estrela, você pode dizer em qual direção está viajando, com base em qual tipo de comprimento de onda é bloqueado primeiro. E o exoplaneta lança uma sombra Doppler itinerante que cria uma distorção que pode ser usada para modelar diretamente a obliquidade estelar.

O TRAPPIST-1 é uma anã vermelha, o que significa que é muito pequena e fraca, então o efeito Rossiter-McLaughlin era impossível de observar antes. Mas o telescópio Subaru, localizado no Havaí, foi recentemente equipado com o InfraRed Doppler (IRD), um novo espectrógrafo de infravermelho com resolução alta o suficiente para identificá-lo.

Em seguida, felizmente, na noite de 31 de agosto de 2018, três dos exoplanetas do TRAPPIST-1 transitaram a estrela em uma única noite, permitindo à equipe coletar uma grande quantidade de dados em uma única corrida de observação. E foi uma sorte que eles fizeram. Apenas um dos trânsitos produziu uma sombra Doppler confiável – mas sugeriu que a obliquidade estelar estava próxima de zero.

Ainda não é conclusivo – havia uma margem de erro bastante grande, o que significa que o desalinhamento orbital não poderia ser totalmente descartado. Mas sugere algumas possibilidades intrigantes para o sistema TRAPPIST-1.

Durante a formação estelar, uma estrela é cercada por um disco grande e achatado de poeira e gás. Quando a estrela está completa, esse pó e gás restantes são o que forma todo o resto. É por isso que os planetas do Sistema Solar são organizados de maneira tão ordenada, em vez de se envolverem em todas as direções – nada surgiu para atrapalhar seu alinhamento, então eles simplesmente ficaram parados.

Se os exoplanetas do sistema TRAPPIST-1 estão em um plano equatorial, plano e equatorial, eles provavelmente também permaneceram praticamente onde se formaram. No entanto, os planetas estão agrupados bem perto de sua estrela; isso significa que esse acordo compacto foi provavelmente o resultado de uma migração interna gradual, em vez de qualquer outro fator perturbador.

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Também poderia significar que a ausência de grandes perturbações gravitacionais provavelmente resultará em planetas de zonas habitáveis e pacíficas, embora, é claro, chegar a essa conclusão exija muito mais escrutínio.

Mas, por enquanto, o trabalho da equipe é um impressionante passo adiante.

“Apesar das limitações dos dados, nossa observação dos trânsitos de Doppler no sistema TRAPPIST-1 são as primeiras dessas observações, até onde sabemos, para uma estrela de baixa massa” , escreveram em seu artigo .

“Nenhum outro resultado foi relatado para estrelas mais frias que 3500 K. Ao realizar observações adicionais com o IRD e outros novos espectrógrafos infravermelhos de alta resolução, uma nova janela será aberta nas arquiteturas orbitais dos sistemas planetários em torno de estrelas de baixa massa”.

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal Letters & https://www.sciencealert.com/

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