Dançando com as Estrelas – Telescópios Espaciais CHEOPS e TESS Descobrem Órbitas Planetárias Sincronizadas

O interesse pela astronomia vem crescendo, dos planos da SpaceX (SPCX ) de levar seres humanos a Marte às observações do Telescópio Espacial James Webb (JWST). Em 29 de novembro de 2023, astrônomos anunciaram a descoberta de seis planetas ligados por uma cadeia de ressonâncias orbitais, comparada a uma valsa precisa. Este estudo resolveu um enigma complexo graças à colaboração internacional, incluindo equipes das universidades de Berna e Genebra.

Sistema HD110067

Os seis planetas orbitam a estrela HD 110067. Os pares vizinhos formam uma cadeia de ressonâncias 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 e 4:3. Os primeiros dados do TESS revelaram os períodos dos dois planetas mais internos. O CHEOPS confirmou o período do terceiro; modelos das interações gravitacionais, observações terrestres e uma nova análise dos dados do TESS ajudaram a determinar as órbitas restantes.

As razões indicam voltas em torno da estrela, não a rotação dos planetas sobre seus eixos. Numa ressonância 3:2, o planeta interno completa aproximadamente três órbitas enquanto o externo completa duas. É uma relação dinâmica, não uma igualdade perfeita de cada período medido.

Hugh Osborn explicou em 2023 que, entre os mais de 5.000 exoplanetas conhecidos na época, ressonâncias e sistemas com vários planetas não eram raros.

O extremamente raro era encontrar uma cadeia de ressonâncias abrangendo seis planetas. — Dr. Hugh Osborn, pesquisador do CHEOPS na Universidade de Berna

As razões podem ser representadas pelas seguintes relações idealizadas em intervalos de tempo correspondentes:

• 3 voltas do primeiro planeta ≈ 2 voltas do segundo
• 3 voltas do segundo planeta ≈ 2 voltas do terceiro
• 3 voltas do terceiro planeta ≈ 2 voltas do quarto
• 4 voltas do quarto planeta ≈ 3 voltas do quinto
• 4 voltas do quinto planeta ≈ 3 voltas do sexto

O brilho da estrela torna o sistema um alvo importante para estudar atmosferas e composições planetárias. Todos os seis planetas são menores que Netuno. As baixas massas estimadas sugerem que podem ser ricos em gás ou água. Observações futuras com instrumentos como o JWST poderão esclarecer suas propriedades; a descoberta não comprova, por si só, condições habitáveis.

Aproveitando o Método de Trânsito com Telescópios

A descoberta se baseia principalmente no método de trânsito, usado para encontrar planetas fora do Sistema Solar. Os astrônomos monitoram o brilho das estrelas à procura de pequenas quedas periódicas, que podem indicar a passagem de um planeta à frente da estrela, bloqueando uma pequena fração da luz.

*Imagem apenas para fins ilustrativos*

Observação da Luz Estelar: Os astrônomos medem o brilho das estrelas por longos períodos com telescópios espaciais como Kepler e TESS ou instrumentos terrestres. O número de alvos e os programas de observação variam conforme a missão.

Eventos de Trânsito: Quando um planeta orbita uma estrela, há a chance de que ele passe diretamente entre a estrela e o observador.  Esse evento é conhecido como “trânsito”.  Quando isso ocorre, o planeta bloqueia uma pequena parte da luz da estrela, causando uma diminuição pequena, mas perceptível, em seu brilho.

Padrões Regulares de Escurecimento: Quedas periódicas podem indicar trânsitos repetidos de um planeta, mas outras explicações precisam ser descartadas. A profundidade do trânsito depende principalmente do quadrado da razão entre os raios do planeta e da estrela. Conhecendo o tamanho da estrela, pode-se estimar o tamanho do planeta.

Período Orbital e Distância: O intervalo entre trânsitos sucessivos revela o período orbital. Com a massa da estrela, as leis de Kepler permitem estimar o tamanho da órbita.

Especificidade de Orientação: A órbita deve estar suficientemente alinhada à nossa linha de visão para que o planeta passe à frente do disco estelar. Caso contrário, o método não detecta seu trânsito.

Vantagem em Estudos de Tamanho e Atmosfera: O método de trânsito é particularmente eficaz para determinar o tamanho do planeta.  Além disso, quando combinado com espectroscopia, pode fornecer informações sobre a composição da atmosfera de um planeta.

Observações de Seguimento: Após um exoplaneta potencial ser detectado através do método de trânsito, observações e análises adicionais são frequentemente realizadas para confirmar sua existência e estudar suas propriedades com mais detalhes.

O método contribuiu para descobrir milhares de exoplanetas. Favorece planetas próximos da estrela, pois os trânsitos são mais frequentes e o alinhamento adequado é mais provável. Uma órbita próxima não equivale automaticamente à zona habitável: esta depende da estrela e da radiação recebida pelo planeta.

Telescópios Espaciais

O JWST não é o único telescópio espacial utilizado pelos astrônomos. As duas missões seguintes foram importantes na descoberta deste sistema.

CHEOPS (Satélite de Caracterização de Exoplanetas):

Lançado em 2019, o CHEOPS é uma missão conjunta da ESA e da Suíça, com contribuições de outros países europeus. Observa planetas conhecidos em torno de estrelas brilhantes para medir seus raios com precisão. Quando existem medições independentes de massa, é possível calcular a densidade média e obter indícios sobre a composição.

*Imagem apenas para fins ilustrativos*

O CHEOPS se concentra principalmente em planetas com tamanhos entre o da Terra e o de Netuno, muitos descobertos por outras missões. Observa uma estrela de cada vez e mede a queda de brilho durante os trânsitos.

TESS — satélite de levantamento de exoplanetas por trânsito:

Lançado em 2018, o TESS é uma missão da NASA. Diferentemente das observações direcionadas do CHEOPS de planetas conhecidos, busca novos planetas em torno de estrelas brilhantes e próximas, incluindo planetas do tamanho da Terra e superterras.

O TESS divide o levantamento do céu em setores, normalmente observados por cerca de 27 dias, com cobertura mais longa em algumas regiões sobrepostas. Identificou milhares de candidatos, não todos planetas confirmados. Em 6 de setembro de 2023, a NASA informou 6.788 candidatos e 383 planetas confirmados. Estrelas brilhantes facilitam estudos posteriores.

As missões se complementam: o CHEOPS mede propriedades de planetas conhecidos e o TESS fornece novos candidatos para confirmação e estudo detalhado. Seus resultados ampliam a compreensão dos sistemas planetários e a busca de longo prazo por mundos potencialmente habitáveis.

Participantes da Indústria

A ciência e a tecnologia aeroespacial sustentam a exploração além da Terra. As empresas abaixo são apresentadas no contexto do artigo de 2023; os dados financeiros antigos não constituem recomendações atuais de investimento.

*As tabelas mostram dados históricos do artigo de 2023, em dólares dos EUA quando aplicável. As cotações e os gráficos incorporados podem ser atualizados separadamente. Um P/L negativo não deve ser interpretado como um múltiplo normal baseado em lucro positivo.*

Empresas listadas no contexto de 2023

1. Northrop Grumman Corporation

NOC Gráfico de preços

Northrop Grumman Corporation (NOC ) é uma empresa norte-americana de tecnologia espacial e defesa. Foi a principal contratada do James Webb e atua em satélites, veículos de lançamento e serviços e suprimentos para a Estação Espacial Internacional. Os investimentos em novas tecnologias integram seu amplo portfólio aeroespacial e de defesa.

2. Lockheed Martin Corporation

LMT Gráfico de preços

Lockheed Martin Corporation (LMT ) projeta e constrói veículos espaciais e satélites e é uma importante contratada da NASA. Produz a Orion para missões Artemis além da órbita terrestre baixa. Sua contribuição a Marte inclui sondas de pouso e orbitais e aeroshells protetores para missões de rovers, não a construção de todos os rovers completos. Também atua em comunicação por satélite, exploração e defesa antimísseis.

3. Boeing Company

BA Gráfico de preços

A Boeing tem uma longa história em satélites e veículos espaciais. É uma importante parceira da Estação Espacial Internacional e, em 2023, desenvolvia a CST-100 Starliner para transportar tripulantes à órbita terrestre baixa. Trata-se do programa naquela época, não de uma afirmação de serviço regular já em operação. As atividades espaciais fazem parte de seu portfólio mais amplo.

Empresas não listadas em 2023

SpaceX

A SpaceX, liderada por Elon Musk, não era listada em bolsa quando o artigo foi escrito em 2023. Posteriormente, passou a ser negociada na Nasdaq com o símbolo SPCX em 12 de junho de 2026. As cotações atuais incorporadas devem ser distinguidas desta descrição histórica.

Os foguetes reutilizáveis são centrais na estratégia da SpaceX para reduzir o custo de acesso ao espaço. Os foguetes Falcon e as naves Dragon apoiam missões de carga e tripuladas para a ISS. O Starlink desenvolve comunicações por uma constelação de satélites, enquanto a Starship é desenvolvida para missões mais amplas, incluindo planos de longo prazo para Marte.

Os avanços da SpaceX a tornam importante no setor. Os planos para Marte continuam sendo objetivos com desafios técnicos e operacionais; interesse tecnológico não garante retorno financeiro.

Blue Origin

Considerações Finais

O estudo de sistemas como HD 110067 aprofunda o conhecimento da formação e da evolução planetária. Pesquisa básica e tecnologia podem se beneficiar mutuamente, mas esta descoberta específica não demonstra diretamente a viabilidade de missões humanas a Marte ou da mineração comercial de asteroides.