Por que os Júpiteres quentes espiralam em suas estrelas

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Por que os Júpiteres quentes espiralam em suas estrelas
Ilustração mostrando um dos exoplanetas mais escuros conhecidos - um Júpiter quente tão negro como
o asfalto fresco - orbitando uma estrela como o nosso Sol. O lado do dia do planeta, chamado WASP-
12b, come luz em vez de refleti-la no espaço. Algo está puxando este planeta para sua estrela. Crédito:
NASA, ESA e G. Bacon (STScI) (em inglês).
Os exoplanetas são um tema astrópico fascinante, especialmente os chamados "Júpiteres quentes".
Eles são mundos massivos superaquecidos, muitas vezes encontrados orbitando muito perto de suas
estrelas – ah, donde o nome.
Interações gravitacionais extremas podem puxá-las diretamente para suas estrelas ao longo de milhões de
anos. No entanto, alguns Júpiteres quentes parecem estar em espiral mais rápido do que a gravidade pode
explicar.
WASP-12b é um bom exemplo de um desses Júpiteres quentes em rápida espiral.
Em cerca de três milhões de anos, graças ao decaimento orbital, ele se tornará um com sua estrela anã
amarela. Ambos fazem parte de um sistema de estrelas triplas contendo duas estrelas anãs vermelhas.
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O Júpiter quente orbita o anão em pouco mais de um dia terrestre a uma distância de cerca de 3,5 milhões
de quilômetros. Isso está bem dentro da órbita de Mercúrio em torno do Sol.
Graças a essa órbita e influência gravitacional, um lado do planeta sempre enfrenta a estrela. Que aquece
apenas um lado e coloca a temperatura da superfície em cerca de 2.200 C.
Eventualmente, o calor flui para o lado oposto, o que agita ventos fortes na atmosfera superior. O planeta
não reflete muita luz, e os astrônomos o descreveram como um mundo escuro.
Como se tudo isso não fosse estranho o suficiente, a atração gravitacional da estrela próxima distorce esse
Júpiter quente em uma forma de ovo. Também está afastando a atmosfera do planeta. Portanto, não é de
admirar que os astrônomos descrevam o WASP-12b como um planeta condenado.
O que está puxando os Júpiteres quentes?
De acordo com a teoria convencional, um planeta quente de Júpiter, como o WASP-12b, deve criar fortes
ondas gravitacionais entre si e suas estrelas-mãe. Essas ondas transferem energia, que puxa o planeta.
Isso puxa o planeta para a direita para a estrela. Essa morte ardente está definitivamente no futuro do
WASP-12b. Mas, há apenas um problema: ele está sendo sugado mais rápido do que as ondas
gravitacionais podem explicar. O que está acontecendo?
Uma equipe de cientistas da Universidade de Durham, na Inglaterra, estudou WASP-12b e eles tiveram uma
ideia interessante.
E se o destino deste Júpiter quente for determinado por campos magnéticos? Isso é o que Craig Duguid, de
Durham, propôs em um artigo publicado recentemente. A equipe de Duguid acha que os fortes campos
magnéticos dentro de algumas estrelas podem dissipar as ondas de maré geradas pela órbita de Júpiteres
quentes.
Como isso funciona ainda não está completamente confirmado, mas aqui está a ideia básica. Prova
interiormente ondas de gravidade internas (IGWs) (como as do Júpiter quente próximo) se movem através
de uma estrela. Eles eventualmente correm para o interior magnético da estrela.
Se esse campo magnético é forte o suficiente, ele os transforma em ondas magnéticas.
Eles se movem para trás e eventualmente se dissipam. No processo, no entanto, essa dissipação causa um
enorme dreno de energia. O resultado ainda é o mesmo que com as ondas de maré gravitacionais: o Júpiter
quente perde energia e se ala para sua estrela-mãe. E poderia explicar por que alguns Júpiteres quentes
espiralam em suas estrelas mais rapidamente do que o esperado.
Explorando a ideia do mecanismo magnético
No artigo, Duguid e sua equipe usaram modelos de estrelas com núcleos convectivos - como estrelas do
tipo F com massas entre 1,2 a 1,6 massas solares. Os astrônomos suspeitam que estes experimentam uma
fraca dissipação de marés.
A equipe usou as propriedades conhecidas dos interiores dessas estrelas, juntamente com estimativas de
seus campos magnéticos. Para essas estrelas, um núcleo convectivo é o dínamo que gera o campo
magnético. Embora seja classificado como uma estrela tipo G, WASP-12 se encaixa no estudo, graças à sua
massa quase solar e raio.
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Então, são apenas ondas de maré gravitacionais puxando o planeta, ou a ação do campo magnético
proposta poderia estar em ação?
Duguide e seus colegas concluíram que a ideia do campo magnético é muito possível. “Nosso principal
resultado é que essa fonte anteriormente inexplorada de dissipação eficiente de marés pode operar em
estrelas dentro dessa faixa de massa para frações significativas de suas vidas.
Este mecanismo de dissipação de maré parece ser consistente com a inspiração observada de WASP-12b
e, mais geralmente, poderia desempenhar um papel importante na evolução orbital de Júpiteres quentes - e
para planetas ultra-curtos-período de massa inferior - estrelas do tipo F em órbita.
Precisa de mais dados sobre Júpiteres quentes
É um resultado interessante. Há muitos Júpiteres quentes nos arquivos de exoplanetas, simplesmente
porque eles são os exoplanetas mais fáceis de observar. Alguns deles estão em espiral mais rápido do que
o esperado.
Isso leva os autores a sugerir que estudos adicionais de estrelas de tipo semelhante e seus Júpiteres
quentes poderiam confirmar o mecanismo magnético.
Além disso, observações futuras poderiam ajudar os astrônomos também a entender a teoria das ondas e
ajudar a colocar algumas restrições sobre os tipos de estrelas onde ela operaria.
Escrito por Carolyn Collins Petersen/Universo Hoje.
https://www.universetoday.com/166930/why-hot-jupiters-spiral-into-their-stars/amp/