Astrônomos descobriram um exoplaneta com três sóis

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Impressão artística do sistema KOI-5. (Créditos: Caltech/R. Hurt (IPAC))

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

Para nós, humanos, um único Sol parece completamente normal, mas nosso Sistema Solar é, na verdade, um esquisitão. A maioria das estrelas na galáxia da Via Láctea tem pelo menos uma estrela companheira. Agora, em um sistema a 1.800 anos-luz de distância, os astrônomos finalmente confirmaram um planeta gigante gasoso orbitando uma estrela em um sistema estelar triplo.

Este sistema, denominado KOI-5, está localizado na constelação Cisne, e o exoplaneta nele foi confirmado mais de uma década depois de ser detectado pela primeira vez pelo telescópio espacial Kepler voltado para a busca de planetas.

Na verdade, o planeta – agora conhecido como KOI-5Ab – foi o segundo candidato a exoplaneta descoberto pelo Kepler quando o telescópio iniciou suas operações em 2009. Mas ficou no esquecimento.

“O KOI-5Ab foi abandonado porque era complicado e tínhamos milhares de candidatos”, disse o astrônomo David Ciardi, do Instituto de Ciência de Exoplanetas da NASA.

“Havia escolhas mais fáceis do que o KOI-5Ab, e aprendíamos algo novo com o Kepler todos os dias, de modo que KOI-5 foi quase todo esquecido.”

Os caçadores de exoplanetas tendem a evitar as complexidades dos sistemas multi-estelares; dos mais de 4.300 exoplanetas confirmados até o momento, menos de 10 por cento pertencem a sistemas multi-estelares, embora tais sistemas dominem a galáxia. Como resultado, muito pouco se sabe sobre as propriedades dos exoplanetas em sistemas multi-estelares, em comparação com aqueles que orbitam uma estrela solitária.

Após a detecção do Kepler, Ciardi e outros astrônomos usaram telescópios terrestres, como o Observatório Palomar, o Observatório WM Keck e o telescópio Gemini North para estudar o sistema. Em 2014, eles identificaram duas estrelas companheiras, KOI-5B e KOI-5C.

Isso tornou extremamente difícil descobrir se a queda na luz das estrelas observada pelo Kepler foi causada por um exoplaneta ou outra coisa. O projeto foi deixado de lado.

Em 2018, o sucessor de Kepler, TESS, assumiu o cargo. E quando TESS olhou para o Cisne, também detectou candidato a um exoplaneta orbitando KOI-5A.

“Pensei comigo mesmo: ‘Lembro-me deste alvo”, disse Ciardi. “Mas ainda não conseguimos determinar definitivamente se o planeta era real ou se o pequeno sinal nos dados veio de outra estrela do sistema – poderia ter sido uma quarta estrela.”

Ele e sua equipe começaram a trabalhar, reanalisando todos os dados anteriores. Em um excelente testamento das habilidades de nossos telescópios caçadores de planetas, os pesquisadores descobriram que sim, há de fato um exoplaneta em órbita em torno de KOI-5A, em um ângulo inclinado para pelo menos uma das estrelas no sistema triplo.

“Não sabemos de muitos planetas que existam em sistemas estelares triplos, e este é muito especial porque sua órbita é enviesada”, disse Ciardi.

O que os cientistas conseguiram averiguar é que o planeta KOI-5Ab é provavelmente um gigante gasoso com cerca de metade da massa de Saturno e 7 vezes o tamanho da Terra, em uma órbita de cinco dias muito próxima ao redor de KOI-5A. As estrelas KOI-5A e KOI-5B, ambos com a mesma massa do Sol, formam um sistema binário relativamente próximo, com um período orbital de cerca de 30 anos.

A terceira estrela, KOI-5C, orbita o binário a uma distância muito maior, com um período de cerca de 400 anos – um pouco maior do que a órbita de 248 anos de Plutão.

Tradução da imagem: o sistema estelar triplo KOI-5 (KOI-5 triple-star system), mostrando as estrelas KOI-5A, KOI-5B e KOI-5, além do exoplaneta (exoplanet) KOI-5Ab; o diagrama não representa a escala real (Diagram not to scale). (Créditos: Caltech/R. Hurt (IPAC))

Então, se você pudesse estar no KOI-5Ab, a estrela KOI-5A dominaria o céu. A KOI-5B seria muito parecida como o Sol é visto de Saturno (Saturno em uma órbita solar de 29 anos). E a KOI-5C pareceria uma estrela muito brilhante.

E a órbita de KOI-5Ab está desalinhada com a de KOI-5B, o que é interessante. Se todos os objetos tivessem se formado a partir do mesmo disco giratório de material, eles deveriam estar alinhados mais ou menos no mesmo plano, como os planetas do Sistema Solar ao redor do equador solar. Os pesquisadores acham que o KOI-5B poderia ter perturbado gravitacionalmente a órbita do exoplaneta, chutando-o para fora do alinhamento enquanto o planeta estava se formando.

Vimos outras evidências que sugerem que isso pode acontecer. Um sistema estelar triplo foi revelado no ano passado com um disco protoplanetário bastante irregular. Quaisquer planetas que se formem provavelmente terminarão em órbitas bem estranhas.

Portanto, embora não tenhamos confirmado muitos exoplanetas em sistemas estelares triplos, encontrar mais ajudará os astrônomos a modelar esses processos e descobrir a dinâmica estranha envolvida.

“Ainda temos muitas dúvidas sobre como e quando os planetas podem se formar em sistemas estelares múltiplos e como suas propriedades se comparam a planetas em sistemas de estrela única”, disse Ciardi.

“Ao estudar este sistema em maiores detalhes, talvez possamos obter uma visão de como o Universo forma os planetas.”

A descoberta foi anunciada na 237ª reunião da American Astronomical Society.