Planeta Massivo LHS 3154b

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Planeta gigante que "não deveria não existe" é muito
massivo para a estrela de Puny
 LHS
3154b, um planeta massivo recém-descoberto que deve ser grande demais para existir. (Universidade
Estadual da Pensilvânia)
Imagine que você é um fazendeiro à procura de ovos no galinheiro – mas em vez de um ovo de galinha,
você encontra um ovo de avestruz, muito maior do que qualquer coisa que uma galinha poderia colocar.
É um pouco como a nossa equipa de astrónomos se sentiu quando descobrimos um planeta massivo,
mais de 13 vezes mais pesado que a Terra, em torno de uma estrela vermelha fria e fraca, nove vezes
menos massiva que o Sol da Terra, no início deste ano.
A estrela menor, chamada de estrela M, não é apenas menor que o Sol no sistema solar da Terra, mas é
100 vezes menos luminosa. Tal estrela não deve ter a quantidade necessária de material em seu disco
de formação planetária para o nascimento de um planeta tão massivo.
O Habitável Zone Planet Finder
Ao longo da última década, nossa equipe projetou e construiu um novo instrumento na Penn State capaz
de detectar a luz dessas estrelas fracas e frias em comprimentos de onda além da sensibilidade do olho
humano – no infravermelho próximo – onde estrelas tão legais emitem a maior parte de sua luz.
Anexado ao Telescópio Hobby-Eberly de 10 metros em West Texas, nosso instrumento, apelidado de
Habitable Zone Planet Finder, pode medir a mudança sutil na velocidade de uma estrela, já que um
planeta gravitacionalmente puxa sobre ele. Esta técnica, chamada técnica de velocidade radial Doppler,
é ótima para detectar exoplanetas.
Exoplanet"Exoplaneta" é uma combinação das palavras extrasolar e planeta, então o termo se aplica a
qualquer corpo do tamanho de um planeta em órbita em torno de uma estrela que não é o Sol da Terra.
https://scholar.google.com/citations?user=cSnTlM4AAAAJ&hl=en
https://scholar.google.com/citations?user=lN5yvjMAAAAJ&hl=en
https://science.psu.edu/astrp/people/mmd6393
https://doi.org/10.1126/science.abo0233
https://www.e-education.psu.edu/astro801/book/export/html/1755
https://hpf.psu.edu/
https://theconversation.com/rarity-of-jupiter-like-planets-means-planetary-systems-exactly-like-ours-may-be-scarce-52116
https://exoplanets.nasa.gov/
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Trinta anos atrás, as observações de velocidade radial Doppler permitiram a descoberta de 51 Pegasi b,
o primeiro exoplaneta conhecido orbitando uma estrela parecida com o Sol. Nas décadas seguintes,
astrônomos como nós melhoraram essa técnica.
Essas medições cada vez mais precisas têm um objetivo importante: permitir a descoberta de planetas
rochosos em zonas habitáveis, as regiões ao redor das estrelas onde a água líquida pode ser
sustentada na superfície planetária.
A técnica Doppler ainda não tem a capacidade de descobrir planetas de zona habitáveis a massa da
Terra em torno de estrelas do tamanho do Sol. Mas as estrelas M frias e fracas mostram uma assinatura
maior Doppler para o mesmo planeta do tamanho da Terra.
A massa inferior da estrela leva a ser puxada mais pelo planeta em órbita. E a luminosidade mais baixa
leva a uma zona habitável mais próxima e a uma órbita mais curta, o que também torna o planeta mais
fácil de detectar.
Planetas em torno dessas estrelas menores foram os planetas que nossa equipe projetou o Habitable
Zone Planet Finder para descobrir. Nossa nova descoberta, publicada na revista Science, de um planeta
massivo orbitando de perto a estrela fraca LHS 3154 - o ovo de avestruz no galinheiro - foi uma
verdadeira surpresa.
LHS 3154b: O planeta que não deveria existir
Os planetas se formam em discos compostos de gás e poeira. Esses discos juntam grãos de poeira que
crescem em seixos e, eventualmente, se combinam para formar um núcleo planetário sólido.
Uma vez que o núcleo é formado, o planeta pode puxar gravitacionalmente a poeira sólida, bem como o
gás circundante, como hidrogênio e hélio. Mas precisa de muita massa e materiais para fazer isso com
sucesso. Esta forma de formar planetas é chamada de acreção do núcleo.
Uma estrela com massa tão baixa quanto o LHS 3154, nove vezes menos massiva que o Sol, deve ter
um disco de formação de planetas de baixa massa.
https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/7001/51-pegasi-b/
https://noirlab.edu/public/projects/neid/
https://exoplanets.nasa.gov/search-for-life/habitable-zone/
https://exoplanets.nasa.gov/resources/2255/what-is-the-habitable-zone/
https://doi.org/10.1126/science.abo0233
https://theconversation.com/astronomers-have-learned-lots-about-the-universe-but-how-do-they-study-astronomical-objects-too-distant-to-visit-214320
https://earthhow.com/planet-formation/
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https://youtu.be/eSdZR4zT_UM
Renderização artística do LHS 3154b. Crédito do vídeo: Abby Minnich.
Um disco típico em torno de uma estrela de baixa massa simplesmente não deve ter materiais sólidos
suficientes ou massa para ser capaz de fazer um núcleo pesado o suficiente para criar tal planeta.
A partir de simulações de computador que nossa equipe realizou, concluímos que tal planeta precisa de
um disco pelo menos 10 vezes mais massivo do que normalmente assumido a partir de observações
diretas de discos formadores de planetas.
Uma teoria diferente da formação planetária, a instabilidade gravitacional – onde o gás e a poeira no
disco sofrem um colapso direto para formar um planeta – também luta para explicar a formação de um
planeta sem um disco muito massivo.
Planetas em torno das estrelas mais comuns
Estrelas frias e fracas são as estrelas mais comuns em nossa galáxia. Na história dos quadrinhos da
DC, o mundo natal do Superman, o planeta Krypton, orbitou uma estrela anã M.
Os astrônomos sabem, a partir de descobertas feitas com o Habitable Zone Planet Finder e outros
instrumentos, que planetas gigantes em órbitas próximas em torno das estrelas M mais massivas são
pelo menos 10 vezes mais raros do que aqueles em torno de estrelas do Sol.
E não conhecemos planetas tão massivos em órbitas próximas em torno das estrelas M menos
massivas – até a descoberta do LHS 3154b.
Entender como os planetas se formam em torno de nossos vizinhos mais legais nos ajudarão a entender
como os planetas se formam em geral e como os mundos rochosos em torno dos mais numerosos tipos
https://youtu.be/eSdZR4zT_UM
https://doi.org/10.48550/arXiv.1608.03621
https://astrobites.org/2011/02/28/planet-formation-at-wide-orbits-through-gravitational-instability/
https://public.flourish.studio/visualisation/15761207/?utm_source=embed&utm_campaign=visualisation/15761207
https://www.stsci.edu/contents/newsletters/2020-volume-37-issue-01/how-well-do-we-understand-m-dwarfs
https://theconversation.com/how-astronomers-could-find-the-real-planet-krypton-56646
https://www.theguardian.com/culture/us-news-blog/2012/nov/05/neil-degrasse-tyson-superman-planet
https://doi.org/10.48550/arXiv.2303.00659
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de estrelas se formam e evoluem. Esta linha de investigação também pode ajudar os astrónomos a
entender se as estrelas M são capazes de suportar a vida.
Endereço: Suvrath Mahadevan, Verne M. Willaman Professor de Astronomia e Astrofísica, Penn State;
Gu?mundur Kári Stefánsson, NASA Hubble Fellow, Departamento de Ciências Astrofísicas,
Universidade de Princeton, e Megan Delamer, Estudante de Pós-Graduação, Departamento de
Astronomia, Penn State
Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo
original.
https://theconversation.com/profiles/suvrath-mahadevan-1488357
https://theconversation.com/institutions/penn-state-1258
https://theconversation.com/profiles/gudmundur-kari-stefansson-1488361
https://theconversation.com/institutions/princeton-university-1357
https://theconversation.com/institutions/princeton-university-1357
https://theconversation.com/profiles/megan-delamer-1488362
https://theconversation.com/institutions/penn-state-1258
https://theconversation.com/
https://theconversation.com/massive-planet-too-big-for-its-own-sun-pushes-astronomers-to-rethink-exoplanet-formation-217861