Astrônomos identificaram um sistema planetário incomum em torno da estrela TOI-201. A sonda TESS da NASA detectou os sinais junto com observações terrestres feitas no Planalto Antártico. O conjunto reúne três corpos bem diferentes que interagem de forma dinâmica.
O estudo publicado nesta semana confirma detalhes que diferenciam o sistema de outros já conhecidos. A estrela fica a cerca de 370 anos-luz da Terra, na constelação de Pictor. Ela é do tipo F, com massa e diâmetro cerca de 1,3 vezes os do Sol e idade estimada em torno de 870 milhões de anos.
Super-Terra rochosa completa órbita em menos de seis dias
O planeta mais interno, designado TOI-201 d, é classificado como super-Terra. Ele tem raio aproximado de 1,39 vezes o da Terra e massa em torno de 5,8 vezes a terrestre. O período orbital é de 5,85 dias terrestres.
A densidade calculada chega a cerca de 11 gramas por centímetro cúbico. Isso indica composição rochosa com possível núcleo denso. A órbita apresenta excentricidade moderada de 0,3. O planeta fica muito próximo da estrela, o que o torna quente demais para água líquida na superfície.
Gigante gasoso quente orbita a cada 53 dias
TOI-201 b é um gigante gasoso com massa equivalente a cerca de metade da de Júpiter. O período orbital mede 53 dias. Esse tipo de mundo recebe a classificação de Júpiter quente ou morno, pois orbita mais longe que os Júpiteres muito quentes, mas ainda dentro de distâncias relativamente curtas.
O planeta apresenta órbita com excentricidade moderada. Astrônomos monitoraram variações no tempo dos trânsitos para entender perturbações causadas pelos outros corpos. Dados de velocidade radial ajudaram a refinar a massa com precisão de 0,52 mais ou menos 0,02 massas de Júpiter.
- TOI-201 d: super-Terra rochosa, período de 5,85 dias, massa cerca de 5,8 vezes a da Terra
- TOI-201 b: gigante gasoso, período de 53 dias, massa cerca de 0,52 vezes a de Júpiter
- TOI-201 c: companheiro massivo com período de cerca de 2.890 dias, massa de aproximadamente 15,7 vezes a de Júpiter
Companheiro externo com órbita longa e elíptica influencia o sistema inteiro
O terceiro componente, TOI-201 c, tem período orbital de aproximadamente 2.890 dias, ou quase oito anos terrestres. Sua massa chega a 15,7 vezes a de Júpiter, valor que o coloca na faixa de anãs marrons, logo acima do limite de queima de deutério. A órbita é altamente excêntrica, com valor de 0,65.
Essa configuração alongada faz o objeto se aproximar da estrela a distâncias menores que a órbita de Marte em alguns pontos e se afastar além da de Júpiter em outros. O trânsito parcial detectado em dados da TESS permitiu confirmar sua presença. A próxima passagem pela linha de visão deve ocorrer em março de 2031.
Inclinações diferentes geram mudanças observáveis nas órbitas internas
Os planetas não compartilham o mesmo plano orbital. Essa falta de coplanaridade, combinada com as massas e distâncias, provoca interações gravitacionais fortes. O companheiro externo exerce força sobre os mundos internos, o que altera a orientação de suas órbitas ao longo do tempo.
Astrônomos estimam que a configuração atual de trânsitos visíveis deve durar cerca de 200 anos. Depois disso, os planetas internos deixarão de cruzar a face da estrela da perspectiva terrestre por milhares de anos. Simulações dinâmicas apontam para oscilações do tipo von Zeipel-Kozai-Lidov como mecanismo principal.
Telescópio ASTEP na Antártida contribuiu para medições precisas
O projeto ASTEP, instalado na Estação Concordia, registrou trânsitos com o apoio das longas noites polares. O observatório fica sobre uma geleira de 3,2 quilômetros de profundidade e aproveita condições de visibilidade estáveis. Parcerias envolveram equipes da Universidade de Birmingham, Observatoire de la Côte d’Azur e outras instituições.
Dados complementares vieram da rede LCOGT em diferentes hemisférios e de espectrógrafos como CORALIE, HARPS e PFS. A combinação de fotometria de trânsito, variações de tempo de trânsito, velocidades radiais e astrometria permitiu mapear o sistema tridimensionalmente. Ismael Mireles, da Universidade do Novo México, liderou o trabalho.
O artigo apareceu na revista Science Advances em 15 de abril. A descoberta reforça que sistemas planetários podem apresentar arquiteturas bem variadas logo após a formação. No Sistema Solar, os planetas são quase todos coplanares, mas aqui cada corpo segue parâmetros distintos.
Astrônomos continuam a monitorar o sistema para refinar os parâmetros. O próximo trânsito do objeto externo oferecerá oportunidade adicional de observação. Estudos como esse ajudam a testar modelos de formação e evolução de sistemas múltiplos.
