Uma equipe liderada pelo Instituto Trottier de Pesquisa sobre Exoplanetas da Universidade de Montreal publica o estudo mais preciso até hoje do sistema planetário da estrela LP 98-59. Este estudo confirma, em particular, a existência de um quinto planeta situado na zona habitável, onde as condições poderiam permitir a presença de água líquida.
Representação artística do sistema multi-planetário L 98-59. Cinco pequenos exoplanetas orbitam de forma compacta esta anã vermelha, localizada a 35 anos-luz. Em primeiro plano, vê-se a super-Terra da zona habitável L 98-59 f, cuja existência foi confirmada neste estudo.
Crédito: Benoît Gougeon, Universidade de Montreal
Localizada a apenas 35 anos-luz da Terra, a pequena estrela L 98-59, uma anã vermelha, abriga três exoplanetas de pequeno tamanho descobertos em 2019 graças ao
telescópio espacial TESS da NASA e um quarto planeta, identificado pelo método das velocidades radiais, com o auxílio do
espectrógrafo ESPRESSO do Observatório Europeu do Sul (ESO). Estes quatro planetas orbitam muito perto da sua estrela e estão todos a uma distância cinco vezes menor do que a que separa Mercúrio do Sol.
Mundos vulcânicos, uma "sub-Terra" e um "planeta oceano"
Ao reanalisar um vasto conjunto de dados provenientes de telescópios no solo e no espaço, uma equipe liderada por
Charles Cadieux, pesquisador da Universidade de Montreal e do IREx, conseguiu determinar os tamanhos e as massas destes planetas com uma precisão sem precedentes.
"Estes novos resultados oferecem-nos o retrato mais completo até hoje do sistema L 98-59", afirma Charles Cadieux. "É um belo exemplo do poder de combinar dados provenientes de telescópios espaciais e de instrumentos de alta precisão no solo. E os planetas deste sistema constituem alvos promissores para observação com o
telescópio espacial James Webb."
Todos os planetas do sistema têm tamanhos e massas compatíveis com mundos rochosos. O mais próximo da estrela, L 98-59 b, mede apenas 84% do diâmetro da Terra e possui cerca de metade da sua massa, o que o torna um dos raros "sub-Terras" bem caracterizados até hoje.
Os dois primeiros planetas poderão ser palco de uma intensa atividade vulcânica causada pelo aquecimento de maré, um pouco como a lua Io em torno de Júpiter. Quanto ao terceiro, a sua densidade surpreendentemente baixa sugere que poderá tratar-se de um "planeta oceano", rico em água, diferente de todos os planetas do sistema solar.
Graças a medições refinadas, os pesquisadores também mostraram que as órbitas dos planetas internos são quase perfeitamente circulares, uma vantagem para as futuras observações atmosféricas.
"Com a sua diversidade de mundos rochosos que apresentam sem dúvida uma gama de composições, o sistema L 98-59 é um laboratório único para explorar algumas das grandes questões do nosso domínio: de que são feitas as super-Terras e os sub-Neptunos? Os planetas formam-se de forma diferente em torno de estrelas pequenas? E os planetas rochosos em torno de anãs vermelhas podem conservar a sua atmosfera ao longo do tempo?", acrescenta
René Doyon, professor da UdeM, diretor do IREx e coautor do estudo.
Um quinto planeta na zona habitável
Em vez de solicitar novo tempo de observação, a equipe aproveitou um rico conjunto de dados de arquivo provenientes do telescópio espacial TESS, dos espectrógrafos HARPS e ESPRESSO no Chile, e do telescópio espacial James Webb.
L 98-59 f recebe uma quantidade de energia comparável à que a Terra recebe do Sol, o que a coloca plenamente na zona temperada (por vezes chamada zona habitável) onde a água poderia existir no estado líquido.
"Encontrar um planeta temperado num sistema tão compacto torna esta descoberta particularmente emocionante", salienta Charles Cadieux. "Isso evidencia toda a diversidade dos sistemas exoplanetários e reforça o interesse de realizar estudos sobre os mundos potencialmente habitáveis em torno de estrelas de baixa massa."
Revelar o invisível em dados existentes
Em vez de solicitar novo tempo de observação, a equipe aproveitou um rico conjunto de dados de arquivo provenientes do telescópio espacial TESS, dos espectrógrafos HARPS e ESPRESSO no Chile, e do telescópio espacial James Webb.
Os cientistas utilizaram um
método de análise inovador das velocidades radiais, desenvolvido pela equipe do IREx em 2022, que permite melhorar significativamente a precisão dos dados. Ao servirem-se também de uma
nova técnica para medir finamente as variações de temperatura da estrela, conseguiram isolar e suprimir melhor o ruído devido à atividade da estrela, revelando assim os sinais planetários com uma clareza nunca alcançada.
Ao integrar estas medições refinadas na análise dos trânsitos detetados pelo telescópio Webb, a equipe duplicou a precisão das estimativas de massa e raio dos planetas conhecidos.
"Estas técnicas foram concebidas para explorar todo o potencial escondido nos dados de arquivo", precisa
Étienne Artigau, pesquisador da UdeM e coautor do estudo. "É uma bela demonstração de que a melhoria das ferramentas de análise pode permitir-nos alargar as fronteiras do que sabemos, simplesmente revisitando dados já disponíveis."
Próxima etapa: Webb
Estas descobertas colocam L 98-59 como um dos sistemas planetários mais interessantes nas proximidades da Terra para estudar a diversidade dos planetas rochosos, e eventualmente, para procurar sinais de vida.
A sua proximidade, o pequeno tamanho da sua estrela, assim como a variedade de composições e órbitas planetárias, tornam-no um sistema ideal para sondar a atmosfera dos planetas com o telescópio espacial James Webb, observações que, aliás, já foram iniciadas pela equipe do IREx.
"Com estes novos resultados, L 98-59 junta-se ao grupo seleto dos sistemas planetários compactos e próximos de nós de cujos mistérios esperamos desvendar nos próximos anos", conclui Alexandrine L'Heureux, doutoranda na UdeM e coautora do estudo. "É emocionante ver este sistema juntar-se ao de TRAPPIST-1 na lista dos lugares que nos permitirão compreender melhor a natureza e a formação dos pequenos planetas em torno de anãs vermelhas."
Fonte: Universidade de Montreal