Três Terras e dois Mercúrios foram descobertos a orbitar um único sistema

Uma equipa liderada pela investigadora portuguesa, Susana Barros, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA3), do Departamento de Física e Astronomia—Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, encontrou três super-Terras e dois super-Mercúrios, ao observar o sistema estelar HD 23472 com o espectrógrafo ESPRESSO (ESO). Esta descoberta é muito rara, contando estes dois, existem apenas oito super-Mercúrios conhecidos.

Estes 5 planetas orbitam a estrela HD 23472, nome de código para estrela anã do tipo k, ou anã laranja.

Uma estrela anã laranja traz algum interesse em particular?

Sim, de facto uma anã laranja é uma estrela de sequência principal (queima de hidrogénio) do tipo espectral K e classe de luminosidade V. Estas estrelas são intermediárias em tamanho entre as anãs vermelhas da sequência principal de classe M e anãs amarelas da sequência principal de classe G. Têm massas entre 0.5 e 0.8 vezes a massa do Sol e temperaturas de superfície entre 3.600 e 4.900 graus Celsius (a título de curiosidade, a temperatura do Sol, uma estrela amarela, é de quase 5.600 graus Celsius).

Portanto, estas estrelas k são de particular interesse na procura por vida extraterrestre. Exemplos bem conhecidos incluem Alpha Centauri B (K1 V) e Epsilon Indi (K5 V).

Em comparação, esta estrela tem cerca de 67% da massa do nosso Sol e está a 127,5 anos-luz de distância. Isto é, está a mais de 1.200 biliões de quilómetros do sistema solar. Além de não ser visível a olho nu, também só pode ser vista por quem se encontre no hemisfério sul — neste caso, foi estudada a partir do Observatório Europeu do Sul, instalado no Chile.

Uma descoberta que surpreendente

O objetivo do estudo, publicado agora na revista Astronomia & Astrofísica, era caracterizar a composição de pequenos planetas e compreender como muda com a posição do planeta, a temperatura e as propriedades estelares. Susana Barros diz que a equipa pretendia "estudar a transição entre ter ou não ter uma atmosfera, o que poderia estar relacionado com a evaporação da atmosfera devido à irradiação da estrela".

A equipa descobriu que este sistema é composto por três super-Terras com uma atmosfera significativa e surpreendentemente dois super-Mercúrios, que são os planetas mais próximos da estrela.

Dos cinco planetas do sistema HD 23472, três têm massas mais pequenas do que a Terra. Estes estão entre os exoplanetas mais leves cujas massas foram medidas utilizando o método da velocidade radial, o que só foi possível devido à altíssima precisão do ESPRESSO, instalado no Very Large Telescope (VLT) do ESO, no Chile. E a presença de não um, mas dois super-mercúrios, deixou a equipa com vontade de ir mais longe.

O planeta Mercúrio, no sistema solar, tem um núcleo relativamente maior e um manto relativamente menor do que os outros planetas, mas os astrónomos não sabem a razão.

Algumas explicações possíveis envolvem um impacto gigantesco que removeu parte do manto do planeta, ou parte do manto de Mercúrio poderia ter-se evaporado devido à sua alta temperatura.

Surpreendentemente, outros exoplanetas com características semelhantes, chamados super-Mercúrios, foram recentemente encontrados em torno de outras estrelas.

Pela primeira vez, descobrimos um sistema com dois super-Mercúrios. Isto permite-nos obter pistas sobre como estes planetas foram formados, o que nos poderia ajudar a excluir algumas possibilidades. Por exemplo, se um impacto suficientemente grande para criar um super-Mercúrio já é muito improvável, dois impactos gigantescos no mesmo sistema parecem ser muito improváveis.

Ainda não sabemos como estes planetas são formados, mas parece estar ligado à composição da estrela mãe. Este novo sistema pode ajudar-nos a descobrir.

Disse a investigadora Susana Barros.

Segundo outro membro da equipa, Olivier Demangeon, perceber como estes dois super-Mercúrios se formaram exigirá uma maior caracterização da composição destes planetas. Como estes planetas têm raios mais pequenos que a Terra, a instrumentação atual não tem a sensibilidade de sondar a composição da sua superfície, ou a existência e composição de uma atmosfera potencial.

O investigador refere ainda que o futuro Telescópio Extremamente Grande (ELT) e o seu espectrógrafo de primeira geração de alta resolução ANDES7, irá, pela primeira vez, fornecer tanto a sensibilidade como a precisão necessárias para tentar tais observações. No entanto, o objetivo final é encontrar outras Terras.

A existência da atmosfera dá-nos uma visão da formação e evolução do sistema e também tem implicações na habitabilidade dos planetas. Eu gostaria de estender esse tipo de estudo para planetas de período mais longo e com temperaturas mais amenas.

Disse a investigadora que coordena a equipa que descobriu estes novos exoplanetas.

A participação do IA no ESPRESSO faz parte de uma estratégia mais abrangente para promover a investigação em exoplanetas em Portugal, através da construção, desenvolvimento e definição científica de vários instrumentos e missões espaciais, como a missão Cheops (ESA), já em órbita.

Esta estratégia irá continuar durante os próximos anos, com o lançamento do telescópio espacial PLATO (ESA), a missão Ariel (ESA) e a instalação do acima referido espectrógrafo ANDES, no maior telescópio da próxima geração, o ELT (ESO)