Tim Pyle / NASA
Descobrimos centenas de estrelas espalhadas por toda a galáxia com vários planetas que as orbitam. Cada um é único, mas um sistema orbitando a estrela HD 158259, a 88 anos-luz de distância, é muito especial.
A estrela em si tem quase a mesma massa, mas é um pouco maior que o Sol, a minoria em nossas caças por exoplanetas. Ela é orbitada por seis planetas: uma super-Terra e cinco mini-Netunos.
Depois de monitorá-la por sete anos, astrônomos descobriram que todos os seis desses planetas estão orbitando HD 158259 em ressonância orbital quase perfeita. Essa descoberta poderia ajudar a entender melhor os mecanismos de formação de sistemas planetários, e como eles possuem as configurações que vemos.
Ressonância orbital é quando as órbitas de dois corpos que giram ao redor de sua mãe estão intimamente ligadas, como os dois corpos em órbita exercem influência gravitacional um sobre o outro. No Sistema Solar, é muito raro em corpos planetários; provavelmente o melhor exemplo é Plutão e Netuno.
Estes dois corpos estão no que é descrito como uma ressonância orbital 2:3. Para cada duas voltas que Plutão faz ao redor do Sol, Netuno faz três. É a mesma música sendo tocada simultaneamente, mas com diferentes ritmos; duas batidas para a primeira, três para a segunda.
Ressonâncias orbitais também foram identificadas em exoplanetas. Mas cada planeta orbitando HD 158259 está em uma ressonância de quase 3:2 com o próximo planeta distante da estrela, também descrito como uma razão de período de 1,5. Isso significa que para cada três órbitas que cada planeta faz, o planeta seguinte completa duas.
Usando medidas feitas usando o espectrógrafo SOPHIE e o telescópio espacial de caça a exoplanetas TESS, uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo astrônomo Nathan Hara, da Universidade de Genebra, na Suíça, foi capaz de calcular precisamente as órbitas de cada planeta.
São todos muito unidos. Começando mais perto da estrela — a super-Terra, revelada pelo TESS que possui cerca de duas vezes a massa da Terra — as órbitas são de 2,17, 3,4, 5,2, 7,9, 12 e 17,4 dias.
Estes produzem relações de período de 1,57, 1,51, 1,53, 1,51 e 1,44 entre cada dupla de planetas. Isso não é uma ressonância perfeita, mas é perto o suficiente para classificar HD 158259 como um sistema extraordinário.
E isso, acreditam os pesquisadores, é um sinal de que os planetas que orbitam a estrela não se formaram no local em que estão agora.
“Vários sistemas compactos com vários planetas em ressonâncias são conhecidos, como TRAPPIST-1 ou Kepler-80”, explicou o astrônomo Stephane Udry, da Universidade de Genebra.
“Acredita-se que tais sistemas se formem longe da estrela antes de migrarem em direção a ela. Nesse cenário, as ressonâncias desempenham um papel crucial.”
Isso porque se pensa que essas ressonâncias ocorrem quando embriões planetários no disco protoplanetário crescem e migram para dentro, longe da borda externa do disco. Isso produz uma cadeia de ressonância orbital em todo o sistema.
Então, uma vez que o gás restante do disco se dissipa, isso pode desestabilizar as ressonâncias orbitais e pode ser o que estamos vendo em HD 158259. E essas pequenas diferenças nas ressonâncias orbitais poderiam nos dizer mais sobre como essa desestabilização está ocorrendo.
“A saída atual das relações de período a partir de 3:2 contém uma riqueza de informações”, disse Hara.
“Com esses valores, por um lado, e modelos de efeitos de maré, por outro, poderíamos restringir a estrutura interna dos planetas em um estudo futuro. Em resumo, o estado atual do sistema nos dá uma janela sobre sua formação.”
A pesquisa foi publicada na revista científica Astronomia e Astrofísica.
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