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A estrutura intrigante dos seis planetas externos com movimentos rítmicos desafia as teorias de formação planetária

Com a ajuda de vários telescópios, incluindo o VLT (Maior Telescópio) do European Large Southern Laboratory (ESO), os astrônomos descobriram um sistema de seis planetas externos, cinco dos quais estão presos em uma rara dança rítmica em torno do centro. Os pesquisadores acreditam que este sistema nos dará pistas importantes de como os planetas, incluindo o sistema solar, se formam.

Quando viram a estrela TOI-178 pela primeira vez, a cerca de 200 anos-luz da Terra na direção da galáxia do escultor, a equipe de pesquisadores pensou ter descoberto dois planetas ao redor da estrela. No entanto, um olhar mais atento revelou algo completamente diferente.

“Simplesmente veio ao nosso conhecimento então Não temos dois planetas em órbita Na mesma distância da estrela, Mas antes de muitos planetas Adrian Lee, da Universidade de Berna, na Suíça, que liderou o novo estudo sobre o método, explica, que foi publicado ontem na revista Astronomy and Astrophysics.

Uma nova pesquisa revelou que o sistema tem seis exoplanetas e todos, exceto um, estão presos em uma dança rítmica especial enquanto entram em órbita. Em outras palavras, eles estão em vibrações, ou seja, há padrões repetitivos conforme os planetas se movem ao redor da estrela, com alguns planetas se fixando após algumas órbitas.

Observamos vibrações semelhantes As órbitas das três luas de Júpiter são: Io, Europa e Conmeet. Io, o mais próximo dos três a Júpiter, forma as quatro órbitas absolutas ao redor de Júpiter no ponto mais distante em uma órbita de Canimeta e completa duas órbitas completas em cada órbita na Europa.

Os cinco exoplanetas externos no sistema TOI-178 seguem a cadeia de vibração mais complexa, uma das descobertas mais duradouras no sistema planetário até hoje. Quando as três luas de Júpiter têm vibrações 4: 2: 1, os cinco planetas externos do sistema TOI-178 seguem a cadeia 18: 9: 6: 4: 3, o que significa que o segundo planeta (primeiro na cadeia de vibração) completa 18 órbitas e o terceiro da estrela O planeta (segundo na cadeia) completa 9 órbitas e assim por diante.

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Na verdade, os cientistas detectaram inicialmente apenas cinco planetas neste sistema, mas, seguindo o ritmo vibracional, eles calcularam onde um planeta adicional estaria em sua órbita, na próxima vez que os cientistas pudessem observar este sistema.

Mais do que uma curiosidade orbital, isso é A dança dos planetas vibrantes nos dá Trilhas Sobre o passado do computador. Ian Albert, da Universidade de Berna, Suíça, e um dos co-autores deste trabalho, explica: “As órbitas neste sistema são muito bem ordenadas. Se o computador tivesse sido significativamente perturbado no início de sua vida, por exemplo, por um impacto massivo, essa configuração orbital frágil não teria sobrevivido.

Desordem no sistema rítmico

Nathan Hara, da Universidade de Genebra, na Suíça, diz que embora o arranjo das órbitas seja bem organizado, a densidade dos planetas é “muito irregular”.

Parece haver um planeta tão denso quanto a Terra Ao lado de outro ‘lindo’ planeta com metade da densidade de Netuno, existe um planeta com a densidade de Netuno. Não estamos acostumados a assistir. “Por exemplo, em nosso sistema solar, os planetas são organizados de maneira ordenada, com planetas rochosos e densos mais próximos da estrela central e ‘lindos’ planetas de gás de baixa densidade mais distantes.

“Essa diferença entre a sincronização rítmica e a densidade irregular dos movimentos orbitais claramente desafia nossa compreensão da formação e evolução dos sistemas planetários”, diz Lelou.

Combinando técnicas

Para explorar a estrutura incomum do sistema, a equipe usou dados do satélite CHEOPS da ESA, bem como os equipamentos VLT e ESPRESSO do ESO adaptados a NGTS e SPECULOOS, localizado no Laboratório Paranal do ESO no Chile.

Porque exoplanetas Muito difícil de notar Diretamente por meio de telescópios, astrônomos Use outras técnicas para encontrá-los.

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Os principais métodos usados ​​são imagens de transmissões – observar a luz emitida pela estrela central, conforme um planeta se move na frente dela, observar da Terra – e velocidade radial – observar o espectro de luz da estrela em pequenos sinais oscilantes conforme os exoplanetas se movem em seu órbitas. A equipe usou dois métodos para monitorar o sistema: CHEOPS para transmissões, NGTS e SPECULOOS e ESPRESSO para velocidades radiais.

Combinando as duas técnicas, Os astrônomos foram capazes de coletar informações importantes sobre o sistema e seus planetas, que orbitam a estrela central muito perto e em uma velocidade maior do que a órbita da Terra ao redor do sol.

O mais rápido (planeta interno) completa uma órbita em alguns dias, enquanto o mais lento leva dez vezes mais. Os seis planetas têm três vezes o tamanho da Terra, enquanto sua massa é de 1,5 a 30 vezes a massa da Terra. Alguns planetas têm rochas, mas são maiores do que a Terra – as chamadas Super Terras. Outros são planetas gasosos semelhantes aos planetas externos do nosso sistema solar, mas são muito menores – chamados de mini-Neptunes.

Embora nenhum desses seis planetas extrasolares esteja na órbita da galáxia, seguindo a cadeia de ressonância, eles podem estar Descubra planetas adicionaisPode ser dentro ou perto desta área. O Largest Telescope (ELT) do ESO, que deve entrar em operação nesta década, será capaz de ver exoplanetas rochosos diretamente na galáxia da estrela e até mesmo classificar suas atmosferas, dando-nos a oportunidade de aprender mais sobre sistemas como o TOI-178.