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# Física# Astrofísica terrestre e planetária

Nova Planeta Gigante Descoberto: TOI-6383Ab

Astrônomos descobrem o TOI-6383Ab, um exoplaneta gigante que orbita uma estrela anã M.

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A gente encontrou um novo planeta gigante chamado TOI-6383Ab, que orbita uma estrela chamada TOI-6383A. Essa estrela tá localizada a cerca de 172 anos-luz da Terra e é classificada como uma anã M3, o que quer dizer que ela é pequena e fria. TOI-6383Ab faz parte de uma categoria de planetas conhecida como GEMs, que significa Planetas Gigantes em torno de Estrelas Anãs M. Essa descoberta ajuda a gente a entender melhor como os planetas gigantes se formam e evoluem em torno de estrelas menores.

O que é GEMS?

GEMS se refere a um grupo de exoplanetas grandes que orbitam estrelas anãs M. Essas estrelas são mais frias e menores que o nosso Sol. Estudar esses planetas é importante porque eles podem nos ensinar sobre diferentes processos de formação planetária em comparação com os que acontecem em torno de estrelas maiores. O que a gente já sabe sugere que planetas gigantes como o TOI-6383Ab podem enfrentar desafios únicos durante sua formação, por causa das condições e materiais disponíveis ao redor das anãs M.

Características do TOI-6383Ab

TOI-6383Ab é bem maior que a Terra e tem um raio cerca de 1,008 vezes o de Júpiter. A massa dele é aproximadamente 1,040 vezes a de Júpiter, resultando em uma densidade média de cerca de 1,26 gramas por centímetro cúbico. Ele dá a volta em TOI-6383A em um período super curto de apenas 1,791 dias, mostrando que tá bem perto de sua estrela-mãe.

A estrela hospedeira, TOI-6383A, tem uma temperatura de cerca de 3500 K e faz parte de um sistema binário, ou seja, tem uma estrela companheira, TOI-6383B, que está a uma boa distância. Essa estrela companheira também é uma anã M, mas é um pouco mais fria, com cerca de 3100 K.

O Processo de Busca e Descoberta

A descoberta do TOI-6383Ab foi feita usando dados do Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito (TESS), uma missão da NASA que procura planetas fora do nosso sistema solar ao detectar um pequeno escurecimento nas estrelas quando os planetas passam na frente delas. Assim que o TESS identificou o TOI-6383Ab, foram feitas observações com telescópios terrestres pra confirmar a existência do planeta e reunir mais detalhes sobre suas características.

As observações em terra foram feitas usando um telescópio em Wyoming, onde seis eventos de trânsito do planeta foram registrados. A equipe também mediu a velocidade radial, que é um método chave pra confirmar a presença de um exoplaneta e entender sua massa.

Formação de Planetas Gigantes

Os planetas gigantes, como o TOI-6383Ab, podem se formar de várias maneiras. As duas teorias principais são a acreção do núcleo e a instabilidade gravitacional.

Na teoria da acreção do núcleo, pequenas partículas em um disco protoplanetário se juntam pra formar um núcleo maior. Assim que o núcleo alcança uma certa massa, ele pode atrair gás pra formar uma atmosfera densa. Mas, pra isso acontecer em torno de uma anã M, existem desafios. A massa do disco protoplanetário em torno dessas estrelas é muitas vezes menor do que em torno de estrelas maiores, dificultando a formação de um planeta gigante antes que o gás no disco se dissipe.

Por outro lado, a instabilidade gravitacional envolve a formação rápida de planetas a partir de aglomerados de material no disco que colapsam sob sua própria gravidade. Esse processo pode potencialmente facilitar a formação de planetas gigantes em alguns casos, especialmente nas primeiras fases da vida do disco, quando ele é mais massivo.

Desafios na Formação de GEMS

GEMS, como o TOI-6383Ab, podem não se encaixar perfeitamente em nenhum desses cenários de formação. Os processos padrão para a formação de planetas gigantes enfrentam desafios quando aplicados a anãs M. A quantidade de poeira e gás disponível no disco protoplanetário geralmente não é suficiente para formar um planeta gigante, tornando-os relativamente raros.

A pesquisa em torno dos GEMS ainda está nas fases iniciais, e muitas perguntas permanecem. Entender como esses planetas se formam e evoluem é crucial pra melhorar nosso conhecimento geral sobre sistemas planetários.

A Importância das Observações de Acompanhamento

Pra confirmar a existência e as características do TOI-6383Ab, as observações de acompanhamento foram essenciais. Os telescópios terrestres desempenharam um papel fundamental na verificação dos dados coletados pelo TESS. A equipe usou vários métodos pra analisar a curva de luz e os dados de velocidade radial, fornecendo uma imagem mais clara do planeta e sua órbita.

Combinando as observações do TESS e telescópios terrestres, os cientistas conseguem reunir informações mais precisas sobre o tamanho, massa e composição dos exoplanetas. Essa análise conjunta é essencial pra confirmar descobertas e avançar nosso entendimento sobre esses mundos distantes.

Comparando TOI-6383Ab com Outros Planetas Gigantes

Quando a gente compara o TOI-6383Ab com outros planetas gigantes conhecidos, várias tendências e características podem ser observadas. Por exemplo, ele tem semelhanças com outro GEMS conhecido como TOI-5205 b em termos de massa e raio. Porém, devido às condições únicas que esses planetas enfrentam em torno das anãs M, eles podem se comportar de forma diferente em relação a planetas gigantes em torno de estrelas maiores.

A pesquisa sobre GEMS ainda está em andamento, e analisar planetas recém-descobertos como TOI-6383Ab pode fornecer insights valiosos sobre a gama completa de características e comportamentos planetários.

Conclusão

A descoberta do TOI-6383Ab marca um passo significativo na busca contínua por exoplanetas gigantes em torno de estrelas anãs M. À medida que os pesquisadores continuam a estudar esses sistemas, eles ganham mais conhecimento sobre como os planetas se formam e evoluem em ambientes diferentes. Entender os aspectos únicos dos GEMS pode revelar detalhes importantes sobre a formação do nosso sistema solar e, potencialmente, as condições para a vida em outros planetas. O futuro dessa pesquisa dependerá da identificação bem-sucedida de mais GEMS e da análise detalhada de seus parâmetros físicos e orbitais, o que aprofundará nossa compreensão dos sistemas planetários.

O trabalho em torno do TOI-6383Ab também destaca a colaboração entre missões espaciais e observações em terra. Cada um desempenha um papel crucial na descoberta e validação de novos exoplanetas, abrindo caminho para descobertas ainda mais empolgantes no campo da astronomia.

Conforme mais dados se acumulam, os pesquisadores se esforçam pra juntar as peças do quebra-cabeça da formação de planetas gigantes, iluminando os mistérios que estão além do nosso sistema solar. As descobertas de pesquisas sobre GEMS, como a que revelou o TOI-6383Ab, continuarão a enriquecer nosso conhecimento sobre o universo e nosso lugar nele.

Fonte original

Título: Searching for GEMS: TOI-6383Ab, a giant planet transiting an M3-dwarf star in a binary system

Resumo: We report on the discovery of a transiting giant planet around the 3500 K M3-dwarf star TOI-6383A located 172 pc from Earth. It was detected by the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) and confirmed by a combination of ground-based follow-up photometry and precise radial velocity measurements. This planet has an orbital period of $\sim$1.791 days, mass of 1.040$\pm$0.094 $M_J$ and a radius of 1d.008$^{+0.036}_{-0.033} ~R_J$, resulting in a mean bulk density of 1.26$^{+0.18}_{-0.17}$ g cm$^{-3}$. TOI-6383A has an M-dwarf companion star, TOI-6383B, which has a stellar effective temperature $T_{eff}$ $\sim$ 3100 K and a projected orbital separation of 3100 AU. TOI-6383A is a low-mass dwarf star hosting a giant planet and is an intriguing object for planetary evolution studies due to its high planet-to-star mass ratio. This discovery is part of the \textit{Searching for Giant Exoplanets around M-dwarf Stars (GEMS)} Survey, intending to provide robust and accurate estimates of the occurrence of GEMS and the statistics on their physical and orbital parameters. This paper presents an interesting addition to the small number of confirmed GEMS, particularly notable since its formation necessitates massive, ust-rich protoplanetary discs and high accretion efficiency ($>$ 10\%).

Autores: Lia Marta Bernabò, Shubham Kanodia, Caleb I. Canas, William D. Cochran, Szilárd Csizmadia, Suvrath Mahadevan, Gudhmundur Stefánsson, Arvind F. Gupta, Andrew Monson, Henry A. Kobulnicky, Alexander K. Larsen, Ethan G. Cotter, Alexina Birkholz, Tera N. Swaby, Gregory Zeimann, Chad F. Bender, Scott A. Diddams, Jessica E. Libby-Roberts, Andrea S. J. Lin, Joe P. Ninan, Heike Rauer, Varghese Reji, Paul Robertson, Arpita Roy, Christian Schwab

Última atualização: 2024-09-25 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2409.16889

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2409.16889

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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