Os astrônomos descobriram seis planetas orbitando uma estrela brilhante em perfeita ressonância. O sistema estelar, a 100 anos-luz da Terra, foi descrito na quarta-feira em um papel publicado na revista Nature.
A descoberta do sistema poderá dar aos astrónomos uma oportunidade única de traçar a evolução destes mundos até ao momento em que se formaram e, potencialmente, oferecer informações sobre como o nosso sistema solar se tornou como é hoje.
“É como olhar para um fóssil”, disse Rafael Luque, astrônomo da Universidade de Chicago que liderou o estudo. “As órbitas dos planetas hoje são as mesmas de há mil milhões de anos.”
Os investigadores pensam que quando os planetas se formam, as suas órbitas em torno de uma estrela estão sincronizadas. Ou seja, o tempo que um planeta leva para dançar em torno de sua estrela hospedeira pode ser o mesmo tempo que leva para um segundo planeta circundar exatamente duas ou exatamente três vezes.
Sistemas que se alinham assim são conhecidos como ressonâncias orbitais. Mas, apesar da teoria, encontrar ressonâncias na Via Láctea é raro. Apenas 1% dos sistemas planetários ainda preservam esta simetria.
Na maioria das vezes, as órbitas planetárias ficam fora de sincronia por um evento que perturba o equilíbrio gravitacional do sistema. Isso poderia ser um encontro próximo com outra estrela, a formação de um planeta massivo como Júpiter, ou um impacto gigante do espaço em um planeta que causa um efeito cascata em outras órbitas. Quando isso acontece, disse Luque, as órbitas planetárias tornam-se caóticas demais para serem descritas matematicamente e o conhecimento de sua evolução é indecifrável.
Os astrónomos têm a sorte de encontrar pelo menos um par de exoplanetas em ressonância. Mas no sistema estelar recentemente descoberto, existem cinco pares, porque todos os seis planetas têm órbitas em ressonância com os seus vizinhos. Luque o descreveu como “o 1% do 1%”.
Para caracterizar este sistema, a equipe usou dados de 12 telescópios, incluindo o Transiting Exoplanet Survey Satellite da NASA, que observou pela primeira vez os planetas passando na frente de sua estrela hospedeira em 2020. Observações de acompanhamento com o Satélite de Caracterização de Exoplanetas da Agência Espacial Europeia ajudaram os pesquisadores descobrir as relações entre as órbitas.
O planeta mais interno completa uma órbita completa a cada nove dias. Ele dá três voltas ao redor do Sol no mesmo tempo que leva para o segundo planeta dar exatamente duas. A mesma proporção existe entre os períodos do segundo e terceiro planetas do sistema, juntamente com o terceiro e o quarto.
Os dois pares finais estão relacionados por uma proporção diferente: são necessárias quatro órbitas completas do planeta interno para que o planeta externo faça exatamente três.
“As proporções dos períodos são medidas de forma primorosa e precisa pelos dados”, disse Renu Malhotra, cientista planetário da Universidade do Arizona que não esteve envolvido no trabalho. Embora os três planetas internos tenham sido detectados inequivocamente, os pesquisadores “fizeram um trabalho de detetive realmente incrível” para identificar e caracterizar a parte externa do sistema, acrescentou ela.
Embora a ressonância orbital seja um achado raro, os próprios planetas – todos maiores que a Terra e menores que Netuno – são alguns dos tipos mais comuns na galáxia. E como a estrela hospedeira é suficientemente brilhante para ser vista a partir de telescópios terrestres, a monitorização contínua do sistema será possível no futuro.
Com mais dados, os astrónomos podem determinar melhor as massas e tamanhos dos planetas, e até aprender sobre a composição dos seus interiores e atmosferas, que são diferentes da Terra. Este conhecimento pode “expandir a nossa imaginação sobre as condições dos planetas que poderiam potencialmente abrigar vida”, disse o Dr.
Pode também lançar luz sobre a arquitetura do nosso sistema solar e o caos que afastou as suas órbitas planetárias do equilíbrio harmonioso em que provavelmente se formaram.
“Mesmo no nosso sistema solar, estas ressonâncias não parecem ter sobrevivido”, disse o Dr. Ao estudar um sistema que não foi alterado, acrescentou, “podemos aprender muito sobre por que a maioria não o fez”.