(Os 11 novos sistemas planetários descobertos pelo Kepler. Crédito: NASA Ames/Jason Steffen, Fermilab Center for Particle Astrophysics)
A equipa da missão Kepler acaba de anunciar a descoberta de 11 novos sistemas planetários, num total de 26 novos planetas e vários outros ainda por confirmar. A imagem inicial deste artigo mostra a “foto de família” destes sistemas, do Kepler-23 ao -33. Cada sistema novo corresponde a uma coluna, com os planetas confirmados representados a verde e com nomes oficiais do tipo Kepler-#b, -#c, -#d, etc. Os outros possíveis planetas estão coloridos a violeta e têm ainda apenas denominações temporárias do tipo KOI-#.# (KOI = Kepler Object of Interest, os números referem-se a um catálogo interno da equipa). Os planetas têm raios entre 1.5 vezes e 14.4 vezes o da Terra (Júpiter = 11.2 vezes o raio da Terra), tendo 15 deles raios inferiores a Neptuno. Podem comparar os tamanhos dos planetas agora descobertos com os planetas do Sistema Solar (a azul) e os planetas em sistemas múltiplos anteriormente descobertos pelo Kepler (a vermelho) na imagem seguinte.
(Crédito: NASA Ames/Jason Steffen, Fermilab Center for Particle Astrophysics)
Os sistemas têm entre 2 a 5 planetas confirmados cujos períodos orbitais variam entre os 6 e os 143 dias. Estamos portanto a falar de planetas que orbitam as respectivas estrelas hospedeiras a uma distância inferior à de Vénus ao Sol. Em sistemas com uma configuração tão compacta, a atracção gravitacional mútua entre os planetas provoca acelerações e desacelerações nos movimentos orbitais. Como resultado, os planetas deixam de realizar os seus trânsitos pela estrela pontualmente quando vistos a partir da Terra. Umas vezes chegam atrasados, outras adiantados. Este efeito é designado de Variação na Periodicidade dos Trânsitos (Transit Timing Variations ou TTV). A amplitude do efeito para cada planeta é uma função complexa das configurações orbitais dos planetas e, em especial, das suas massas. Por outras palavras, a observação deste efeito num sistema múltiplo durante um intervalo de tempo suficiente permite deduzir as massas individuais dos planetas, sem recurso a outras técnicas como a velocidade radial. Esta técnica tem ainda a vantagem de permitir a determinação da massa de planetas semelhantes à Terra ou mesmo menos maciços, algo impraticável actualmente com outras técnicas. Esta foi a técnica utilizada para confirmar os planetas nos 11 sistemas agora descobertos e estimar (até agora pelo menos) um limite máximo para a sua massa. Vejam este vídeo que ilustra a técnica melhor do que eu jamais conseguirei por palavras.
(Ilustração do efeito de um segundo planeta, aqui mais exterior, nos instantes de trânsito de um planeta, mais interior, num sistema múltiplo. Crédito: NASA Ames/Kepler mission)
Outra descoberta interessante está relacionada com a estabilidade gravitacional dos sistemas. Afinal de contas, ter vários planetas a orbitar uma estrela a tão pouca distância não parece muito saudável. Mais tarde ou mais cedo, uma aproximação menos prudente entre dois planetas pode provocar a ejecção de um deles do sistema ou obrigar à reconfiguração radical do mesmo. Ora, a equipa da missão Kepler descobriu que em vários destes sistemas existem “configurações ressonantes”. Isto quer dizer que os períodos orbitais dos planetas estão relacionados entre si pela razão entre dois números inteiros pequenos. Por exemplo, nos sistemas Kepler-25, -27, -30, -31 e -33, existem pares de planetas nos quais o planeta interior orbita a estrela duas vezes por cada órbita completa do planeta mais exterior. Estas ressonâncias são do tipo 1:2 (1 órbita do planeta exterior por 2 órbitas do planeta interior). Noutros quatro sistemas, Kepler-23, -24, -28 e -32, existem pares de planetas em que o planeta mais interior realiza 3 órbitas no mesmo tempo que demora o mais exterior a realizar 2 órbitas. Tratam-se de ressonâncias de tipo 2:3. No nosso sistema solar, é uma ressonância deste último tipo que estabiliza a interacção entre Neptuno e Plutão, apesar da órbita deste último intersectar a de Neptuno. A ressonância orbital impede a colisão dos planetas a longo prazo. Da mesma forma, as ressonâncias descobertas pela equipa da missão Kepler têm provavelmente um papel fundamental na estabilização destes sistemas planetários tão compactos.
(O movimento orbital dos planetas nos 17 (6 + 11) sistemas múltiplos descobertos pelo Kepler. Crédito: NASA Ames/Dan Fabrycky, UC Santa Cruz)
Os quatro artigos descrevendo estas descobertas foram publicados na reputada revista Astrophysical Journal. Podem ler a notícia em inglês aqui e aqui, e ver mais informação sobre os planetas e respectivas estrelas hospedeiras aqui.
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