Exoplaneta de “algodão doce” poderá ser planeta com anéis
2020 março 06

Uma equipa internacional¹, liderada por investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA²), procurou uma explicação para a densidade inesperadamente baixa do exoplaneta HIP 41378 f. Este trabalho³, liderado pelo aluno de doutoramento Babatunde Akinsanmi (IA & Faculdade de Ciências da Universidade do Porto - FCUP), encontrou evidências estatísticas que apontam para que o planeta seja semelhante a Urano, com um sistema de anéis em volta, inclinado de cerca de 25 graus, que se estende de 1,05 a 2,59 vezes o diâmetro do planeta.

Akinsanmi, um astrofísico nigeriano galardoado com uma bolsa PhD::SPACE na Universidade do Porto, explica que: “estes planetas de ‘algodão doce’ são uma classe rara de exoplanetas, com densidades muito menores do que a dos planetas gigantes do Sistema Solar. É difícil explicar estas densidades tão baixas e por isso resolvemos investigar o que se passava.”

O HIP 41348 f faz parte desta classe de exoplanetas. Tem o período orbital mais longo dos exoplanetas pouco densos descobertos até hoje e estimou-se que seria 8 vezes menos denso que Saturno (cuja densidade média já é menor que a da água), o que o tornaria altamente anormal.

“O que descobrimos foi que a presença de anéis à volta deste planeta pode facilmente explicar o observado. Os anéis fazem com que o diâmetro do planeta pareça muito maior durante um trânsito⁴”, comenta Akinsanmi. “Quando esta informação é combinada com uma estimativa da massa, determinada pelo método da velocidade radial⁵, leva ao cálculo de uma densidade demasiado baixa”, explica o astrofísico.

Para Susana Barros (IA): “neste momento, o HIP 41378 f é o melhor candidato que temos de um planeta com anéis fora do sistema solar. Esperamos conseguir confirmar observacionalmente a existência destes anéis brevemente. Além disso, este sistema planetário é muito interessante por ter 5 planetas em trânsito, com vários tamanhos e possivelmente composições diferentes.” De todos os sistemas exoplanetários conhecidos, apenas o sistema HIP 41378 apresenta estas características.

Akinsanmi acrescenta ainda: “O nosso resultado para o HIP 41378 f mostra que a hipótese de este ser um planeta com anéis é tão plausível como o modelo que mostra que é mesmo só um planeta, mas a existência de anéis torna o planeta mais ‘normal’. Por isso, estender esta investigação a outros exoplanetas ‘algodão doce’ pode revelar mais anéis ‘escondidos’.”

Nuno Cardoso Santos (IA e Dep. de Física e Astronomia da FCUP) esclarece que: “apesar de neste momento não termos em mãos uma prova cabal, as observações e os modelos que desenvolvemos sugerem que é bem possível que se tenha descoberto, pela primeira vez, um exoplaneta com anéis. Uma descoberta que, não sendo totalmente inesperada, nos faz sonhar.”


Notas

1. A equipa é composta por: B. Akinsanmi (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Dep. Física e Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto & National Space Research and Development Agency of Nigeria), N. C. Santos (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Dep. Física e Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto), J. P. Faria (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço) M. Oshagh (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen), S. C. C. Barros (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço), A. Santerne (Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM) e S. Charnoz (Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP)).
2. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a instituição de referência na área em Portugal, integrando investigadores da Universidade de Lisboa e da Universidade do Porto, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação de unidades de investigação e desenvolvimento organizada pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela FCT/MCES (UID/FIS/04434/2019).
3. O artigo “Can planetary rings explain the extremely low density of HIP 41378 f?” foi aceite para publicação na revista Astronomy & Astrophysics (DOI: 10.1051/0004-6361/202037618).
4. O Método dos Trânsitos consiste na medição da diminuição da luz de uma estrela, provocada pela passagem de um exoplaneta à frente dessa estrela (algo semelhante a um micro-eclipse). Através de um trânsito é possível determinar apenas o raio do planeta. Este método é complicado de usar, porque exige que o(s) planeta(s) e a estrela estejam exatamente alinhados com a linha de visão do observador.
5. O Método das Velocidades Radiais deteta exoplanetas medindo pequenas variações na velocidade (radial) da estrela, devidas ao movimento que a órbita desses planetas imprime na estrela. A título de exemplo, a variação de velocidade que o movimento da Terra imprime no Sol é de apenas 10 centímetros por segundo (cerca de 0,36 km/h). Com este método é possível determinar o valor mínimo da massa do planeta. No entanto, em conjunto com o método dos trânsitos, é possível determinar a massa real.

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