TOI-2147 b e TOI-6019 b: Dois Júpiteres quentes excêntricos detectados e caracterizados com TESS e MaHPS

A população de exoplanetas do tamanho de Júpiter, com períodos orbitais entre 10 e 200 dias, exibe uma ampla gama de excentricidades orbitais e arquiteturas de sistema. Essa diversidade sugere múltiplos caminhos de formação e migração planetária, tornando o estudo desses objetos crucial para a compreensão da evolução de sistemas exoplanetários. A caracterização detalhada desses mundos distantes permite aos cientistas investigar os mecanismos físicos que moldam suas propriedades e órbitas, oferecendo insights valiosos sobre a dinâmica e a composição de planetas gigantes fora do nosso Sistema Solar. A busca por novos exemplares e a análise de suas características são etapas fundamentais para refinar os modelos teóricos existentes e desvendar os mistérios da formação planetária em diferentes ambientes estelares.

Neste contexto, o presente trabalho relata a detecção e caracterização de dois novos Júpiteres quentes excêntricos: TOI-2147 b e TOI-6019 b. Ambos foram inicialmente identificados como candidatos a planeta pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), um observatório espacial dedicado à busca de exoplanetas por meio do método de trânsito. A confirmação da natureza planetária desses objetos foi possível graças à análise aprofundada dos dados coletados pelo TESS, complementada por observações adicionais. A metodologia empregada permitiu não apenas a detecção, mas também a determinação precisa de suas propriedades físicas e orbitais, contribuindo significativamente para o catálogo de exoplanetas conhecidos e para a compreensão da população de Júpiteres quentes excêntricos.

O exoplaneta TOI-2147 b apresenta um raio de $10, 5 \pm 0.3\, \mathrm{R}_\oplus$ e uma massa de $116 \pm 22\, \mathrm{M}_\oplus$. Este gigante gasoso orbita sua estrela hospedeira, uma estrela do tipo G com baixa metalicidade ($\mathrm{[Fe/H]} = -0, 29^{+0, 07}_{-0, 08}$), em uma órbita notavelmente excêntrica, com um valor de $e = 0, 29 \pm 0, 07$. O período orbital de TOI-2147 b é de 26, 2 dias, o que o classifica como um Júpiter quente. A combinação de suas características físicas e orbitais o torna um objeto de interesse para estudos sobre a influência da metalicidade estelar na formação e evolução de exoplanetas gigantes, bem como para investigar os mecanismos que podem levar a órbitas tão excêntricas em sistemas planetários.

Por sua vez, TOI-6019 b possui um raio de $12, 3 \pm 0.3\, \mathrm{R}_\oplus$ e uma massa de $149 \pm 15\, \mathrm{M}_\oplus$. Este exoplaneta orbita uma subgigante tipo G ligeiramente evoluída, que exibe metalicidade solar. Seu período orbital é de 14, 5 dias, e sua órbita é significativamente excêntrica, com $e = 0, 48^{+0, 05}_{-0, 04}$. A alta excentricidade de TOI-6019 b, combinada com as características de sua estrela hospedeira, oferece uma oportunidade única para investigar os processos de interação estrela-planeta e a dissipação de energia orbital. A análise comparativa entre TOI-2147 b e TOI-6019 b pode revelar padrões ou diferenças nos mecanismos de formação e migração que resultam em Júpiteres quentes com excentricidades variadas.

Ambos os planetas, TOI-2147 b e TOI-6019 b, apresentam densidades inferiores à de Júpiter, o que sugere que seus raios são ligeiramente inflacionados. Essa inflação foi confirmada por meio de modelagem de estrutura interna realizada com o código GASTLI. Acredita-se que o aquecimento das marés, resultante das excentricidades não nulas de suas órbitas, seja um fator contribuinte para essa inflação. Esse mecanismo de aquecimento interno pode impedir o resfriamento e a contração do planeta, mantendo-o com um raio maior do que o esperado para sua massa. Além disso, a inflação observada desfavorece a hipótese de um grande enriquecimento atmosférico de metais, indicando que outros processos físicos dominam a evolução de suas atmosferas.

É relevante notar que, durante as análises, não foi detectado nenhum sinal significativo de companheiros adicionais nos sistemas de TOI-2147 b e TOI-6019 b. Essa conclusão foi baseada tanto na série temporal de velocidade radial quanto nas variações de tempo de trânsito. A ausência de outros planetas massivos ou estrelas companheiras sugere que esses Júpiteres quentes excêntricos podem ser os únicos gigantes em seus respectivos sistemas, ou que quaisquer outros companheiros são de massa muito baixa ou estão em configurações orbitais que não foram detectadas pelos métodos utilizados. Essa informação é crucial para entender a arquitetura e a estabilidade dinâmica desses sistemas planetários.

A descoberta e caracterização de TOI-2147 b e TOI-6019 b enriquecem significativamente o estudo da população de Júpiteres quentes excêntricos. Esses novos dados fornecem evidências adicionais para a diversidade de caminhos de formação e evolução planetária, especialmente no que diz respeito à manutenção de altas excentricidades orbitais. A análise detalhada de suas propriedades físicas e a interação com suas estrelas hospedeiras contribuem para aprimorar os modelos teóricos de formação e migração planetária, bem como para a compreensão dos mecanismos de inflação de raios em exoplanetas gigantes. Futuras observações e análises comparativas com outros Júpiteres quentes serão essenciais para consolidar esses achados e aprofundar nosso conhecimento sobre a complexidade dos sistemas exoplanetários.