Cientistas da Universidade do Novo México (UNM) e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) detectaram e validaram dois dos exoplanetas de período mais longo encontrados pelo TESS até o momento. Esses grandes exoplanetas de longo período orbitam uma estrela anã K e pertencem a uma classe de planetas conhecidos como Júpiteres quentes, que têm períodos orbitais de 10 a 200 dias e têm pelo menos seis vezes o raio da Terra. Esta recente descoberta oferece excelentes oportunidades de investigação para o futuro, na descoberta de planetas de longo período que se assemelham aos do nosso próprio sistema solar.

A pesquisa intitulada "TOI-4600 b e c: Dois planetas gigantes de longo período orbitando uma anã K primitiva" será publicada em uma edição futura do The Astrophysical Journal Letters. Os exoplanetas, TOI-4600 b e c, foram detectados usando dados fotométricos do Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) e acompanhados de observações usando os telescópios no solo, uma vez que fornecem melhor resolução.

A estratégia de observação adoptada pelo TESS da NASA, que divide cada hemisfério em 13 sectores que são pesquisados ??durante cerca de 28 dias, está a produzir a mais abrangente pesquisa de planetas em trânsito em todo o céu. Esta abordagem já provou a sua capacidade de detectar planetas grandes e pequenos em torno de diferentes tipos de estrelas. No caso do TOI-4600, a estrela é uma estrela anã K, também conhecida como anã laranja, que são estrelas ligeiramente menores e mais frias que o sol.

Os exoplanetas devem transitar suas estrelas hospedeiras pelo menos duas vezes dentro do período de observação do TESS para serem detectados com o período correto pelo pipeline do Science Processing Operations Center (SPOC) e pelo Quick Look Pipeline (QLP), que pesquisam os intervalos de 2 minutos e 30- dados TESS de cadência de minuto, respectivamente. Como 74% da cobertura total do céu do TESS só é observada durante 28 dias, a maioria dos exoplanetas detectados pelo TESS têm períodos inferiores a 40 dias. Portanto, os períodos de 82,69 dias, ou quase 3 meses, do TOI-4600 b, e os períodos de 482,82 dias, ou 16 meses, do TOI-4600 c tornam suas descobertas ainda mais valiosas.

Ismael Mireles, da Universidade do Novo México, principal autor do artigo, juntamente com colaboradores como Diana Dragomir, professora assistente do Departamento de Física e Astronomia da UNM, e colaboradores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e da Universidade de Berna, analisaram os dados em ordem para medir os períodos e tamanhos desses planetas.

Depois de detectar inicialmente os trânsitos, Mireles e a equipa tiveram que confirmar que se tratava de planetas reais e determinar de que sinal vinha a estrela. As ferramentas de diagnóstico com o TESS indicaram que os sinais vindos do local alvo estavam realmente corretos.

Com a ajuda do TESS-Follow-up Observing Program (TFOP) Subgrupo 1 (SG1), uma rede global de astrônomos profissionais e amadores com acesso a telescópios pequenos e grandes, eles observaram e observaram um trânsito acontecer, confirmando assim para os pesquisadores que este planeta está de fato no alvo. Outro fator que Mireles e a sua equipa tiveram de considerar foram as massas e tamanhos dos planetas. Para conseguir isso, eles substituíram as medições de velocidade para observar o quanto a estrela hospedeira oscila porque a estrela hospedeira irá puxar o planeta.

"Quando obtivemos as medições, estávamos vendo muito pouco movimento na estrela alvo. Então, quando você começar, você poderia ser responsável pelo que estávamos vendo. Essas duas coisas juntas praticamente descartaram isso. Naquele ponto, tínhamos certeza de que tínhamos dois planetas", afirmou Mireles.

Os pesquisadores descobriram que esses dois planetas e o planeta interno TOI-4600 b têm 82,69 dias e um raio que é cerca de sete vezes o raio da Terra. Está entre o tamanho de Netuno e Saturno. Este planeta, TOI-4600 b, tem uma temperatura estimada em cerca de 170 graus Fahrenheit, que é quente, mas mais frio do que muitos dos planetas que os astrónomos encontraram.

O segundo planeta encontrado, TOI-4600 c, tem cerca de nove vezes e meia o raio da Terra, o que significa que tem aproximadamente o tamanho de Saturno. Inicialmente, transitou apenas uma vez na primeira vez que o TESS observou a estrela, antes de transitar pela segunda vez, quase três anos depois.

Os investigadores usaram um modelo desenvolvido pelo colaborador Hugh Osborn, da Universidade de Berna, para comparar os possíveis períodos orbitais e determinar qual deles era o mais provável, e descobriram que metade de 965, ou 482,82 dias para ser preciso, era mais provável. O período de 482,82 dias do TOI-4600 c o torna o planeta de período mais longo encontrado pelo TESS até o momento e com uma temperatura de cerca de -110 graus Fahrenheit, é um dos planetas mais frios encontrados pelo TESS.

Katharine Hesse, líder de TOI e verificação do MIT, colaborou com Mireles e equipe na análise de dados do TESS. Hesse ajudou a processar e analisar a grande quantidade de dados e colocou o sistema no contexto de outros sistemas de múltiplos planetas que foram encontrados por missões, incluindo o TESS. A comparação do sistema TOI-4600 com outros sistemas de exoplanetas descobertos ajuda a explorar características como o tempo e os processos de formação e ajudou os investigadores a começar a colocar este sistema no contexto mais amplo dos sistemas de exoplanetas.

“O principal é tentar descobrir mais sobre a formação planetária porque, com base no que sabemos sobre os exoplanetas que encontramos, até agora, nada realmente se parece com o sistema solar. temos mais de 5.000 exoplanetas agora, mas nenhum desses sistemas realmente se parece com o sistema solar. E por isso queremos descobrir como esses diferentes tipos de sistemas se formaram e migraram", disse Mireles.

Mireles e os investigadores estão interessados ??nestas descobertas devido à descoberta de dois planetas gigantes de longo período, que é uma configuração que os astrónomos não veem com frequência, embora o sistema solar encontrado tivesse quatro gigantes de longa distância ou um de longo período.

Isto leva a mais discussões e questões de pesquisa, como aponta Mireles: "Queremos descobrir como estes são formados? Existem outros planetas neste sistema? Isso nos diz alguma coisa sobre como esses planetas gigantes afetam planetas menores que possam estar lá ou podem não estar lá e por que não estão lá? Ainda há coisas que queremos descobrir e que nos dirão muito sobre a formação de planetas."

Para encerrar, Mireles promove um apelo à ação para que cientistas cidadãos e amadores em astronomia participem e se envolvam nesta descoberta de pesquisa. Na segunda-feira, 16 de outubro, surgirá outra possível oportunidade de trânsito para quem estiver interessado e quiser observá-la para confirmar ainda mais que o período do planeta exterior é de fato de 482 dias. Pessoas com telescópios ainda menores poderiam participar se tivessem as ferramentas certas.

“Definitivamente, existem pessoas que são cientistas cidadãos ou astrónomos amadores que têm os seus próprios telescópios e nos ajudam com todas estas observações. Há um grupo de pessoas com acesso a telescópios que estão essencialmente a confirmar que um evento de trânsito está a ocorrer na estrela de interesse. ", disse Mireles.

"Pessoas, que estão reformadas ou têm um emprego diferente, mas que também são astrónomos amadores, estão a contribuir com dados muito úteis para ajudar a verificar estes planetas. Os resultados que estão a produzir são de qualidade profissional. Os esforços destes cientistas cidadãos empenhados são fundamental para o processo de confirmação desses planetas ", afirmou Dragomir, professor assistente do Departamento de Física e Astronomia da UNM.