Os TTVs Enigmáticos de TOI-2818 b
TOI-2818 b apresenta variações de tempo incomuns, levantando perguntas intrigantes sobre sua natureza.
Brendan J. McKee, Benjamin T. Montet, Samuel W. Yee, Joel D. Hartman, Joshua N. Winn, Jorge H. C. Martins, André M. Silva
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Índice
- O Que São TTVs?
- O Júpiter Quente
- O Que Está Causando as TTVs?
- Possíveis Causas: Interação de Maré, Precessão Apsidal ou um Companheiro Oculto
- Como Descobrimos Isso?
- Observações do TESS
- Observações na Terra
- Os Dados de Velocidade Radial
- Modelos e Mais Modelos
- Modelo de Período Constante
- Modelo de Período Decaindo
- Modelo de Planeta Companheiro
- A Importância de Observações a Longo Prazo
- Possíveis Luas?
- Considerações Finais
- Fonte original
- Ligações de referência
No vasto universo, existem muitos mundos estranhos. Um deles é o TOI-2818 b, um Júpiter quente que orbita uma estrela que não é muito diferente do nosso sol. Pense nele como um gigante gasoso massivo que gosta de dançar bem perto da sua estrela a cada 4,04 dias, mesmo que essa dança seja meio quente. Mas tem algo peculiar sobre o TOI-2818 b-ele mostra sinais de variações de tempo de trânsito, conhecidas como variações de tempo de trânsito (ou TTVs, pra abreviar). Imagine um trem que chega na estação muito cedo ou muito tarde; esses planetas têm uns trejeitos parecidos!
O Que São TTVs?
TTVs acontecem quando o tempo que um planeta leva pra atravessar a sua estrela varia do que você esperaria. Imagine que você tem um amigo que sempre aparece às 5 PM. Mas um dia, ele chega às 4:52 PM, e no dia seguinte é às 5:08 PM. Da mesma forma, quando os astrônomos observam o TOI-2818 b, perceberam que às vezes ele faz a passagem mais cedo do que o previsto. Agora, a grande pergunta é: Por quê?
O Júpiter Quente
TOI-2818 b é classificado como um Júpiter quente, um grande planeta gasoso que orbita muito perto da sua estrela, deixando ele bem quentinho. Ele orbita uma estrela do tipo G, que é um pouco mais evoluída que o nosso sol. Durante o seu curto período orbital de 4 dias, ele chega muito mais perto da sua estrela do que a Terra está do sol, levando a temperaturas escaldantes. Júpiter Quentes como o TOI-2818 b são fascinantes porque dão uma ideia de como os gigantes gasosos se formam e se comportam.
O Que Está Causando as TTVs?
Depois de analisar os dados de tempo, os cientistas têm algumas ideias sobre o que pode estar bagunçando os horários das passagens do TOI-2818 b.
Precessão Apsidal ou um Companheiro Oculto
Possíveis Causas: Interação de Maré,-
Interação de Maré: Em alguns casos, a gravidade entre um planeta e sua estrela pode causar mudanças. Pense em puxar uma corda e como isso muda seu caminho. Essa puxada pode fazer o planeta se espiralizar pra dentro com o tempo, levando a uma órbita mais rápida. Mas essa teoria não se sustenta pra TOI-2818 b, já que a taxa de decaimento é rápida demais pra ser explicada só por isso.
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Precessão Apsidal: Esse é um termo chique que se refere ao balanço lento da órbita de um planeta ao longo do tempo. Se TOI-2818 b tivesse uma órbita excêntrica (ou seja, não é um círculo perfeito) como um pêndulo balançando, isso poderia causar variações nos horários de trânsito. Mas, novamente, essa teoria parece falhar porque a taxa de precessão esperada é muito alta.
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Um Companheiro Oculto: A possibilidade mais intrigante é a presença de outro planeta que ainda não foi avistado. Imagine um irmãozinho travesso que fica puxando as cordas por trás das cortinas, fazendo seu cronograma habitual sair dos trilhos. Esse novo planeta poderia estar puxando TOI-2818 b o suficiente pra afetar os horários de trânsito.
Como Descobrimos Isso?
Os astrônomos usaram dados de uma missão chamada TESS, que observa estrelas e procura planetas passando na frente delas. Registrando quanto de luz é bloqueada quando TOI-2818 b transita sua estrela, eles puderam determinar seu tamanho e outras propriedades. Esses dados, combinados com telescópios na Terra, permitiram que os cientistas rastreassem os horários de trânsito do planeta ao longo de vários anos.
Observações do TESS
O TESS capturou os trânsitos do TOI-2818 b em vários setores, proporcionando um longo cronograma pra analisar as mudanças. Ao observar esses trânsitos de início de 2019 até início de 2023, os cientistas notaram que o planeta estava aparecendo cerca de 8 minutos mais cedo do que o esperado-uma mudança significativa pra levantar as sobrancelhas!
Observações na Terra
Observações adicionais de telescópios menores confirmaram ainda mais os trânsitos. Esses dados ajudaram a refinar as informações de tempo e deram aos cientistas mais imagens pra trabalhar. Afinal, tentar resolver um mistério com apenas uma pista nunca é fácil!
Os Dados de Velocidade Radial
Enquanto examinavam os horários de trânsito, os astrônomos também mediram o movimento da estrela através de algo chamado velocidade radial. Isso é meio como checar quão rápido um carro tá acelerando na estrada. Registrando como a estrela oscila em resposta à puxada gravitacional de TOI-2818 b, eles conseguem reunir mais pistas sobre o sistema.
Embora tenham encontrado alguns movimentos sutis, não foi o suficiente pra indicar a presença de outro corpo massivo por perto, o que elimina alguns cenários potenciais.
Modelos e Mais Modelos
Pra entender melhor os dados, os astrônomos criaram vários modelos pra simular as dinâmicas potenciais do sistema TOI-2818.
Modelo de Período Constante
No começo, eles assumiram que o período orbital (o tempo que leva pra completar uma órbita) era constante. Eles usaram isso pra calcular parâmetros básicos como a massa do TOI-2818 b e sua distância da estrela.
Modelo de Período Decaindo
Depois, eles introduziram a ideia de que o período poderia estar decaindo. Esse modelo refletia o planeta perdendo energia ao longo do tempo, levando a trânsitos mais rápidos. Os resultados foram impressionantes, sugerindo uma taxa de decaimento muito maior do que outros Júpiter quentes conhecidos.
Planeta Companheiro
Modelo deUm cenário empolgante envolveu um planeta companheiro oculto. Ao testar diferentes configurações, descobriram que um planeta não detectado poderia explicar as TTVs observadas sem ser facilmente detectado nos dados de velocidade radial. Isso abre a possibilidade de não apenas um, mas potencialmente mais planetas no sistema TOI-2818!
A Importância de Observações a Longo Prazo
A chave pra resolver o mistério do TOI-2818 b tá em monitoramento contínuo. A missão TESS já está observando há anos, revisitando os mesmos alvos pra conferir mudanças. Como as TTVs podem ter pequenas diferenças ao longo de longos períodos, é essencial coletar dados com o tempo.
Toda vez que o TESS passa e coleta novas informações, ganhamos mais insights sobre a dinâmica complexa desse Júpiter quente e seus possíveis companheiros.
Possíveis Luas?
Curiosamente, alguns cientistas até consideram a possibilidade de luas ao redor do TOI-2818 b. Se existir uma lua considerável, ela também poderia influenciar os horários. No entanto, essa ideia ainda é mais uma diversão do que uma possibilidade concreta, dado a falta de evidências até agora.
Considerações Finais
TOI-2818 b oferece uma visão fascinante sobre as complexidades dos sistemas planetários. Ele representa um mundo onde as regras habituais das órbitas planetárias parecem se curvar e torcer, deixando os cientistas perplexos.
Resumindo, embora tenhamos algumas teorias sobre as TTVs, ainda é uma questão em aberto. Mais observações e pesquisas vão ajudar a formar uma imagem mais clara do que tá rolando nesse sistema peculiar.
Então, enquanto TOI-2818 b pode não ser o seu planeta vizinho amigável, ele com certeza tem muitas peculiaridades pra manter os cientistas alerta. Quem sabe quais surpresas ele tem na manga? Continue olhando pra cima!
Título: A Planet Candidate Orbiting near the Hot Jupiter TOI-2818 b Inferred through Transit Timing
Resumo: TOI-2818 b is a hot Jupiter orbiting a slightly evolved G-type star on a 4.04-day orbit that shows transit timing variations (TTVs) suggestive of a decreasing orbital period. In the most recent year of TESS observations, transits were observed $\sim$8 minutes earlier than expected for a constant period. The implied orbital decay rate is $1.35 \pm 0.25$ s yr$^{-1}$, too fast to be explained by tidal dissipation even considering the evolved nature of the host star. Radial velocity monitoring rules out the possibility that the apparent change in period is due to a steady acceleration of the star by a long-period companion. Apsidal precession due to the tidal distortion of the planet is also physically implausible. The most plausible explanation for the TTVs appears to be gravitational perturbations from a hitherto undetected planet with mass $\lesssim$$10\,M_\oplus$ that is in (or near) a mean-motion resonance with the hot Jupiter. Such a planet could be responsible for the observed TTVs while avoiding detection with the available radial velocity and transit data.
Autores: Brendan J. McKee, Benjamin T. Montet, Samuel W. Yee, Joel D. Hartman, Joshua N. Winn, Jorge H. C. Martins, André M. Silva
Última atualização: 2024-11-06 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2411.04192
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.04192
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
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Ligações de referência
- https://www.ctan.org/pkg/revtex4-1
- https://www.tug.org/applications/hyperref/manual.html#x1-40003
- https://astrothesaurus.org
- https://exofop.ipac.caltech.edu/tess
- https://doi.org/10.17909/9tff-qs49
- https://doi.org/10.17909/0cp4-2j79
- https://doi.org/10.17909/t9-nmc8-f686
- https://www.ctan.org/pkg/natbib