Exoplanetas tipo-Júpiter encontrados no “ponto ideal” da maioria dos sistemas planetários

O GPI procurou exoplanetas em centenas de estrelas próximas usando o Telescópio Gemini Sul localizado nos Andes Chilenos. O astrónomo Marshall Perrin está no plano da frente com as Nuvens de Magalhães – duas galáxias satélites da Via Láctea – descendo em direcção ao horizonte a oeste.
Crédito: Marshall Perrin, STScI

À medida que os planetas se formam no turbilhão de gás e poeira em torno de estrelas jovens, parece haver um ponto ideal onde a maioria dos grandes gigantes gasosos, como Júpiter, se reúnem, centrados na órbita onde Júpiter está hoje no nosso próprio Sistema Solar.

A localização deste ponto ideal está a 3-10 vezes a distância que a Terra fica do nosso Sol (3-10 UA, ou unidades astronómicas). Júpiter está a 5,2 UA do nosso Sol.

Esta é apenas uma das conclusões de uma análise sem precedentes de 300 estrelas estudadas pelo GPI (Gemini Planet Imager), um detector infravermelho sensível montado no Telescópio Gemini Sul de 8 metros no Chile.

O GPI Exoplanet Survey, ou GPIES, é um de dois grandes projectos que procuram exoplanetas directamente, bloqueando a luz estelar e fotografando os próprios planetas, em vez de procurar oscilações na estrela – o método de velocidade radial – ou planetas que passam em frente da estrela – a técnica de trânsito. A câmara GPI é sensível ao calor emitido por planetas recém-formados e anãs castanhas, que são mais massivas do que os planetas gigantes gasosos, mas ainda pequenas demais para despoletar a fusão e assim tornarem-se estrelas.

A análise das primeiras 300, entre mais de 500 estrelas investigadas pelo GPIES, publicada na edição de 12 de Junho da revista The Astronomical Journal, “é um marco,” disse Eugene Chiang, professor de astronomia da Universidade da Califórnia em Berkeley e membro do grupo teórico da colaboração. “Agora temos excelentes estatísticas da frequência com que os planetas ocorrem, a sua distribuição de massa e quão longe estão das suas estrelas. É a análise mais abrangente que já vi neste campo.”

O estudo complementa investigações exoplanetárias anteriores através da contagem de planetas entre 10 e 100 UA, uma gama na qual é improvável que as observações de trânsitos pelo Telescópio Espacial Kepler e observações de velocidade radial detectem planetas. Foi liderado por Eric Nielsen, investigador do Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas e Cosmologia da Universidade de Stanford e envolveu mais de 100 investigadores de 40 instituições de todo o mundo.

Um novo planeta, uma nova anã castanha

Desde que o levantamento GPIES começou há cinco anos, que a equipa fotografou seis planetas e três anãs castanhas em órbita destas 300 estrelas. A equipa estima que cerca de 9% das estrelas massivas têm gigantes gasosos entre 5 e 13 massas de Júpiter para lá das 10 UA, e menos de 1% têm anãs castanhas entre 10 e 100 UA.

O novo conjunto de dados fornece informações importantes sobre como e onde os objectos massivos se formam nos sistemas planetários.

“À medida que nos afastamos da estrela central, os planetas gigantes tornam-se mais frequentes. Mais ou menos a 3-10 UA, a taxa de ocorrência aumenta,” disse Chiang. “Sabemos que este pico ocorre porque o Kepler e os levantamentos via velocidade radial observam um aumento nesta taxa, indo de Júpiteres quentes muito próximos da estrela a Júpiteres a algumas unidades astronómicas da estrela. O GPI preencheu a outra extremidade, indo de 10 a 100 UA, e descobrindo que a taxa de ocorrência cai; os planetas gigantes são encontrados mais frequentemente a 10 do que a 100. Se combinarmos tudo, há um ponto ideal para a ocorrência de planetas gigantes a 3-10 UA.”

“Com observatórios futuros, particularmente o TMT (Thirty-Meter Telescope) e missões espaciais ambiciosas, começaremos a fotografar os planetas que residem no local ideal para estrelas parecidas com o Sol,” disse o membro da equipa, Paul Kalas, professor adjunto de astronomia da Universidade da Califórnia em Berkeley.

O levantamento exoplanetário descobriu apenas um planeta anteriormente desconhecido – 51 Eridani b, com quase três vezes a massa de Júpiter – e uma anã castanha anteriormente desconhecida – HR 2562 B, com aproximadamente 26 vezes a massa de Júpiter. Nenhum dos planetas gigantes fotografados estão em redor de estrelas parecidas com o Sol. Ao invés, os planetas gigantes gasosos foram descobertos apenas em torno de estrelas mais massivas, pelo menos 50% maiores do que o nosso Sol, ou 1,5 massas solares.

“Tendo em conta o que nós e outros levantamentos vimos até agora, o nosso Sistema Solar não se parece com outros sistemas solares,” comentou Bruce Macintosh, investigador principal do GPI e professor de física em Stanford. “Não temos tantos planetas acondicionados tão próximos do Sol quanto outras estrelas e agora temos mais evidências de que somos raros devido à existência destes planetas tipo-Júpiter e ainda maiores.”

“O facto de os planetas gigantes serem mais comuns em estrelas mais massivas do que estrelas parecidas com o Sol é um enigma interessante,” disse Chiang.

Dado que muitas estrelas visíveis no céu nocturno são jovens e massivas, chamadas estrelas A, isto significa que “as estrelas que vemos no céu noturno à vista desarmada são mais propensas a ter planetas com massas tipo-Júpiter em seu redor do que as estrelas mais ténues para as quais precisamos de telescópios,” disse Kalas. “Isto é interessante.”

A análise também mostra que planetas gigantes gasosos e anãs castanhas, embora aparentemente num continuum de massa crescente, podem ser duas populações distintas formadas de diferentes maneiras. Os gigantes gasosos até cerca de 13 vezes a massa de Júpiter parecem ter sido formados por acreção de gás e poeira em objectos mais pequenos – de baixo para cima. As anãs castanhas, entre 13 e 80 vezes a massa de Júpiter, formaram-se como estrelas, por colapso gravitacional – de cima para baixo – dentro da mesma nuvem de gás e poeira que deu origem às estrelas.

“Penso que esta é a evidência mais clara de que estes dois grupos de objectos, planetas e anãs castanhas, formam-se de modo diferente,” explicou Chiang.

Fotografia directa é o futuro

O GPI pode fotografar planetas em torno de estrelas distantes graças à extrema óptica adaptativa, que detecta rapidamente a turbulência na atmosfera e reduz a desfocagem ajustando a forma de um espelho flexível. O instrumento detecta o calor de corpos ainda brilhando graças à sua própria energia interna, como exoplanetas grandes, entre 2 e 13 vezes a massa de Júpiter, e jovens, com menos de 100 milhões de anos, em comparação com a idade do nosso Sol de 4,6 mil milhões de anos. Apesar de bloquear a maior parte da luz da estrela central, o brilho ainda limita o GPI a observar apenas planetas e anãs castanhas longe das estrelas que orbitam, entre 10 e 100 UA.

A equipa planeia analisar os dados das estrelas restantes da investigação, na esperança de obter mais informações sobre os tipos e tamanhos mais comuns de planetas e anãs castanhas.

Chiang salientou que o sucesso do GPIES mostra que a observação directa tornar-se-á cada vez mais importante no estudo dos exoplanetas, especialmente para entender a sua formação.

“A observação directa é a melhor maneira de estudar planetas jovens,” acrescentou. “Quando os planetas jovens estão a ser formados, as suas estrelas jovens são demasiado activas, demasiado ‘nervosas’, para que os métodos de velocidade radial ou de trânsito funcionem facilmente. Mas com imagens directas, é ver para crer.”

Astronomia On-line
18 de Junho de 2019

2178: As luas fora do Sistema Solar podem esconder vida extraterrestre

CIÊNCIA

ESO/M. Kornmesser

As luas que orbitam planetas fora do Sistema Solar (exoluas) podem abrigar vida extraterrestre, segundo sustentam astrofísicos numa nova investigação.

Os planetas para lá do Sistema Solar são já mais de 4000, mas apenas uma pequena fatia destes mundos está na chamada zona habitável, isto é, tem condições para abrigar vida.

No entanto, e contrariando as baixas possibilidades de habitabilidade, alguns exoplanetas podem ter os seus próprios satélites (exoluas) com água no estado líquido. Partindo deste pressuposto, os cientistas defendem que as exoluas devem ser tidas em conta quando se procura por vida extraterrestre.

“Estas luas podem ser aquecidas no seu interior pela atracção gravitacional do planeta que orbitam. Por isso, podem conter água líquida mesmo estando fora da zona habitável, onde encontramos planetas semelhantes à Terra”, explicou Phil Sutton, cientista da Universidade de Lincoln, no Reino Unido.

Caso os cientistas consigam detectar as exoluas, estes satélites podem ser a chave para a tão procurada vida extraterrestre. “Acredito que, se pudermos encontrá-las, as luas oferecem um caminho mais promissor para encontrar vida extraterrestre”, frisou.

Devido ao seu tamanho e à distância a que se encontram da Terra, as exoluas são extremamente difíceis de encontrar. Por isso, explicou Sutton, os cientistas terão que debruçar o seu trabalho de localização através do efeito que produzem nos objectos à sua volta, como é o caso dos anéis planetários.

Para a nova investigação foram utilizadas simulações computorizadas para modelar os anéis em torno do exoplaneta J1407b, que são 200 vezes maiores do que os de Saturno. Sutton quis perceber se o espaço entre as luas era o resultado da acção das luas.

O estudo apontou que, apesar de as luas influenciarem a dispersão de partículas ao longo da borda do anel neste exoplaneta, é improvável que as lacunas tenham sido causadas por forças gravitacionais de uma lua desconhecida.

Apesar dos resultados inconclusivos, pesquisas publicadas anteriormente sugerem que existem muitas lacunas no maciço “disco formador da lua” do exoplaneta J1407b, que podem ser explicadas pelas exoluas.

A investigação, que será publicado na revista científica Monthly Notices da Astronomical Society, está disponível para visualização no arquivo de pré-publicação arXiv.

ZAP // SputnikNews

Por ZAP
15 Junho, 2019

2134: Dois planetas observados directamente a crescer em torno de uma jovem estrela

Impressão de artista que mostra os dois exoplanetas gigantes em órbita da jovem estrela PDS 70. Estes planetas ainda estão a crescer através da acreção de material a partir de um disco circundante. No processo, esculpiram gravitacionalmente uma grande divisão no disco. A lacuna estende-se a distâncias equivalentes à distância das órbitas de Úrano e Neptuno no nosso Sistema Solar.
Crédito: J. Olmsted (STScI)

Os astrónomos fotografaram directamente dois exoplanetas que esculpem, gravitacionalmente, uma grande divisão dentro de um disco de formação planetária em redor de uma jovem estrela. Embora já tenham sido observados directamente mais de uma dúzia de exoplanetas, este é apenas o segundo sistema multi-planetário a ser fotografado (o primeiro foi um sistema com quatro planetas em órbita da estrela HR 8799). Ao contrário de HR 8799, os planetas neste sistema ainda estão a crescer a partir da acreção de material do disco.

“Esta é a primeira detecção inequívoca de um sistema com dois planetas que criam uma lacuna no disco,” comenta Julien Girard do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, no estado norte-americano de Maryland.

A estrela hospedeira, conhecida como PDS 70, está localizada a cerca de 370 anos-luz da Terra. A jovem estrela com 6 milhões de anos é um pouco mais pequena e menos massiva que o nosso Sol e ainda está a acumular gás. É rodeada por um disco de gás e poeira que tem uma grande abertura que se estende de mais ou menos 3 a 6,1 mil milhões de quilómetros.

PDS 70 b, o planeta mais interior conhecido, está localizado dentro da divisão do disco a uma distância de aproximadamente 3,2 mil milhões de quilómetros da sua estrela, equivalente à órbita de Úrano no nosso Sistema Solar. A equipa estima que tenha uma massa 4 a 17 vezes superior à de Júpiter. Foi detectado pela primeira vez em 2018.

PDS 70 c, o planeta recém-descoberto, está localizado perto da orla externa da lacuna do disco, a cerca de 5,3 mil milhões de quilómetros da estrela, parecida à distância de Neptuno ao Sol. É menos massivo do que o planeta b, entre uma e dez vezes a massa de Júpiter. As duas órbitas planetárias estão perto de uma ressonância de 2 para 1, o que significa que o planeta interior orbita a estrela duas vezes no tempo que leva o planeta mais exterior a completar uma órbita.

A descoberta destes dois mundos é importante porque fornece evidências directas de que a formação de planetas pode varrer material suficiente de um disco proto-planetário para criar uma lacuna observável.

“Com instalações como o ALMA, Hubble ou grandes telescópios ópticos terrestres com ópticas adaptativas, vemos discos com anéis e lacunas por toda a parte. A questão ainda em aberto é: existem aí planetas? Neste caso, a resposta é sim,” explicou Girard.

A equipa detectou PDS 70 c a partir do solo, usando o espectrógrafo MUSE acoplado ao VLT (Very Large Telescope) do ESO. A sua nova técnica depende da combinação da alta resolução espacial fornecida pelo telescópio de metros, equipado com quatro lasers, e da resolução espectral média do instrumento que permite cingir-se à luz emitida pelo hidrogénio, que é um sinal de acreção de gás.

“Este novo modo de observação foi desenvolvido para estudar galáxias e enxames estelares a uma maior resolução espacial. Mas este novo modo também é adequado para fotografar exoplanetas, que não foi de todo o objectivo principal científico do instrumento MUSE,” explicou Sebastiaan Haffert do Observatório de Leiden, autor principal do estudo.

“Ficámos muito surpresos quando encontrámos o segundo planeta,” comentou Haffert.

No futuro, o Telescópio Espacial James Webb da NASA poderá ser capaz de estudar este sistema e outros berçários planetários usando uma técnica espectral similar para se restringir a vários comprimentos de onda do hidrogénio. Isto permitirá que os cientistas possam medir a temperatura e a densidade do gás no disco, o que ajudaria a nossa compreensão do crescimento dos planetas gigantes. O sistema também pode ser alvo da missão WFIRST, que transportará uma demonstração tecnológica de um coronógrafo de alto desempenho que pode bloquear a luz da estrela a fim de revelar a luz mais fraca do disco circundante e dos planetas que o acompanham.

Estes resultados foram publicados na edição de 3 de Junho da revista Nature.

Astronomia On-line
7 de Junho de 2019



2108: Uma nova visão dos exoplanetas com o futuro Telescópio Webb

Esta ilustração mostra um exoplaneta em órbita da sua estrela muito mais brilhante. O Webb vai permitir com que os cientistas observem exoploanetas em comprimentos de onda infravermelhos nunca antes estudados.
Crédito: NASA, ESA e G. Bacon (STScI)

Embora conheçamos actualmente milhares de exoplanetas – planetas em torno de outras estrelas -, a grande maioria do nosso conhecimento é indirecto. Ou seja, os cientistas não tiraram ainda muitas fotos dos exoplanetas e, devido aos limites da tecnologia actual, só podemos ver esses mundos como pontos de luz. No entanto, o número de exoplanetas observados indirectamente está a crescer com o tempo. Quando o Telescópio Espacial James Webb da NASA for lançado em 2021, abrirá uma nova janela para esses exoplanetas, vendo-os em comprimentos de onda nunca antes observados e obtendo novas informações sobre a sua natureza.

Os exoplanetas estão próximos de estrelas comparativamente muito mais brilhantes, de modo que a sua luz é geralmente dominada pela luz das estrelas hospedeiras. Os astrónomos costumam encontrar um exoplaneta inferindo a sua presença com base no escurecimento da luz da estrela-mãe quando o planeta passa à sua frente – um evento chamado de “trânsito”. Às vezes, um planeta puxa a estrela, fazendo a estrela balançar levemente.

Em alguns casos, os cientistas capturaram fotos de exoplanetas usando instrumentos chamados coronógrafos. Estes dispositivos bloqueiam o brilho da estrela da mesma maneira que podemos usar a nossa mão para bloquear a luz do Sol. No entanto, encontrar exoplanetas com esta técnica provou ser muito difícil. Tudo isto vai mudar com a sensibilidade do Webb. Os seus coronógrafos a bordo permitirão com que os cientistas observem exoplanetas em comprimentos de onda infravermelhos nunca antes tentados para este tipo de objecto astronómico.

As capacidades únicas do Webb

Os coronógrafos têm algo importante em comum com os eclipses. Durante um eclipse, a Lua bloqueia a luz do Sol, permitindo-nos ver estrelas que normalmente seriam ofuscadas pelo brilho da nossa. Os astrónomos aproveitaram este facto durante o eclipse de 1919, fez dia 29 de maio 100 anos, a fim de testar a teoria da relatividade geral de Albert Einstein. Da mesma forma, um coronógrafo age como um “eclipse artificial” para bloquear a luz de uma estrela, permitindo ver planetas que de outra forma ficariam perdidos no brilho estelar.

“A maioria dos planetas que detectámos até agora são aproximadamente 10.000 a 1 milhão de vezes mais fracos do que a sua estrela-mãe,” explicou Sasha Hinkley da Universidade de Exeter. Hinkley é o investigador principal de um dos primeiros programas de observação do Webb para estudar exoplanetas e sistemas exoplanetários.

“Há, sem dúvida, uma população de planetas que são ainda mais fracos, que têm maiores rácios de contraste e que estão, possivelmente, mais afastados das suas estrelas,” comentou Hinkley. “Com o Webb, podemos ver planetas que são 10 milhões, ou optimisticamente, 100 milhões de vezes mais fracos.” Para observar os seus alvos, a equipa vai usar imagiologia de alto contraste, que distingue essa grande diferença de brilho entre o planeta e a estrela.

O Webb terá a capacidade de observar os seus alvos no infravermelho médio, que é invisível ao olho humano, mas com sensibilidade muito superior a qualquer outro observatório já construído. Isto significa que o Webb será sensível a uma classe de planetas ainda não detectada. Especificamente, podem estar ao alcance do Webb planetas semelhantes a Saturno em grandes separações orbitais das suas estrelas hospedeiras.

“O nosso programa está a olhar para planetas jovens e recém-formados e para os sistemas que habitam,” explicou a co-investigadora principal Beth Biller, da Universidade de Edimburgo. “O Webb vai permitir fazer isto com muito mais detalhe e em comprimentos de onda que nunca explorámos antes. Por isso, será vital entender como estes objectos se formam e como são estes sistemas.”

Testando as águas

As observações da equipa farão parte do programa Científico Discricionário Inicial do Director, que fornece tempo para projectos seleccionados no início da missão do telescópio. Este programa permite que a comunidade astronómica aprenda rapidamente a melhor maneira de usar as capacidades do Webb, ao mesmo tempo que produz ciência robusta.

“Com o nosso programa, estaremos realmente a ‘testar as águas’ para entender como o Webb se comporta,” disse Hinkley. “Precisamos realmente da melhor compreensão dos instrumentos, da estabilidade, da maneira mais eficaz de pós-processar os dados. As nossas observações vão informar a comunidade da maneira mais eficiente de usar o Webb.”

Os alvos

A equipa de Hinkley vai usar todos os quatro instrumentos do Webb para observar três alvos: um exoplaneta descoberto recentemente; um objecto que é ou um exoplaneta ou uma anã castanha; e um anel bem estudado de poeira e planetesimais em órbita de uma jovem estrela.

Exoplaneta HIP 65426b: este exoplaneta recém-descoberto e fotografado directamente tem uma massa entre seis e 12 vezes a de Júpiter e está em órbita de uma estrela que é mais quente e que tem o dobro da massa do nosso Sol. O exoplaneta está aproximadamente 92 vezes mais distante da sua estrela do que a Terra está do Sol. A grande separação entre este jovem planeta e a sua estrela hospedeira significa que as observações da equipa serão muito menos afectadas pelo brilho estelar. Hinkley e a sua equipa planeiam usar o conjunto completo de coronógrafos do Webb para visualizar este alvo.

Companheiro de massa planetária VHS 1256b: um objecto algures entre o limite planeta/anã castanha, VHS 1256b também está a uma grande distância da sua anã vermelha hospedeira – cerca de 100 vezes a distância a que a Terra está do Sol. Dada a sua grande separação, as observações deste objecto serão provavelmente muito menos afectadas pela luz indesejada da estrela. Além de imagens de alto contraste, a equipa espera obter um dos primeiros espectros “não corrompidos” de um corpo semelhante a um planeta em comprimentos de onda onde estes objectos nunca antes foram estudados.

Disco circum-estelar de detritos: há mais de 20 anos que os cientistas estudam um anel de poeira e planetesimais em órbita de uma jovem estrela chamada HR 4796A, que tem cerca de duas vezes a massa do nosso próprio Sol. Os astrónomos pensam que a maioria dos sistemas planetários, inicialmente, provavelmente pareciam-se muito com HR 4796A e com o seu anel de detritos, tornando este um alvo particularmente interessante de estudar. A equipa usará imagiologia de alto contraste dos coronógrafos do Webb para ver o disco em diferentes comprimentos de onda. O seu objectivo é ver se as estruturas do disco parecem diferentes de comprimento de onda para comprimento de onda.

Planeando o programa

Para planear este programa Científico Inicial, Hinkley perguntou ao maior número possível de membros da comunidade científica a simples pergunta: se quiser planear um levantamento para procurar exoplanetas, quais são as perguntas para as quais precisa de respostas?

“O que nós desenvolvemos foi um conjunto de observações que pensamos vai responder a essas perguntas. Vamos dizer à comunidade que é assim que o Webb funciona neste modo, que é este o tipo de sensibilidade que temos, que é este o tipo de contraste que alcançamos. E precisamos rapidamente de informar a comunidade para que os astrónomos possam preparar, de maneira igualmente rápida, as suas propostas.”

A equipa está ansiosa por ver os seus alvos em comprimentos de onda nunca antes observados, e para partilhar os seus conhecimentos. De acordo com Biller, “já tínhamos noção, há anos, que para alguns dos planetas descobertos, o Webb seria realmente transformador.”

O Telescópio Espacial James Webb será o principal observatório de ciências espaciais do mundo quando for lançado em 2021. O Webb resolverá mistérios no nosso Sistema Solar, olhará mais além para mundos distantes em redor de outras estrelas e investigará as misteriosas estruturas e origens do nosso Universo e o nosso lugar nele. O Webb é um programa internacional liderado pela NASA com os seus parceiros, a ESA e a Agência Espacial Canadiana.

Astronomia On-line
4 de Junho de 2019



2081: O “Planeta Proibido” foi encontrado no deserto Neptuniano

University of Warwick/ Mark Garlick

Uma equipa internacional de astrónomos descobriu um exoplaneta único mais pequeno do que Neptuno e com atmosfera própria no deserto Neptuniano, recorrendo a dados do Next-Generation Transit Survey (NGTS).

Em comunicado, os cientistas explicam que este é o primeiro planeta a ser encontrado no deserto de Neptuno, região próxima às estrelas, onde não há mundos com as dimensões do oitavo planeta do Sistema Solar.

O exoplaneta NGTS-4b, também conhecido pela comunidade científica como “Planeta Proibido”, é mais pequeno do que Neptuno, tendo três vezes o tamanho da Terra e encontrando-se a 920 anos-luz do nosso planeta.

O deserto Neptuniano recebe fortes radiações da estrelas, o que significa que os planetas não retêm a sua atmosfera gasosa à medida que se evaporam, ficando reduzidos apenas a um núcleo rochoso. O NGTS-4b, contudo, ainda tem a sua atmosfera, o que o torna único.

Ao procurar por novos planetas, os astrónomos procuram rastrear uma decréscimo na luz da estrela. Por norma, investigações em telescópios de superfície mostram quedas de 1% ou mais, mas os telescópios como o NGTS, localizado no Observatório Paranal do Observatório Europeu do Sul, no Chile, podem capturar uma queda de apenas 0,2%.

Os cientistas acreditam que este exoplaneta pode ter-se mudado “recentemente” para o deserto de Neptuniano, nos últimos milhões de anos. Ou então, defendem, era muito grande e ainda está a evaporar.

“Este planeta deve ser resistente – está mesmo na zona onde esperávamos que os planetas com o tamanho de Neptuno não pudessem sobreviver. É verdadeiramente surpreendente que encontremos um planeta em trânsito através de uma atenuação de estrelas em menos de 0,2%”, disse o cientista Richard West, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, na Inglaterra, que liderou o estudo.

“[Este procedimento] nunca tinha sido feito com telescópios terrestres, e foi óptimo encontrá-lo depois de trabalhar neste projecto durante um ano”, completou.

“Agora estamos a rastrear os dados para ver se podemos ver mais planetas no deserto de Neptuno… talvez o deserto seja mais verde do que se pensava”.

ZAP //

Por ZAP
31 Maio, 2019


2042: Descobertos 18 exoplanetas do tamanho da Terra

Se a órbita de um exoplaneta estiver alinhada de tal como que passa em frente da sua estrela quando visto da Terra, o planeta bloqueia uma pequena fracção da luz estelar de uma maneira muito característica. Este processo, que tipicamente dura apenas algumas horas, tem o nome de trânsito. A partir da frequência deste evento periódico de diminuição de brilho, os astrónomos podem medir directamente a duração do ano no planeta, e a partir da profundidade do trânsito estimar a relação de tamanho entre o planeta e a estrela. O novo algoritmo de Heller, Rodenbeck e Hippke não procura quedas súbitas no brilho como os algoritmos comuns anteriores, mas a diminuição e recuperação gradual e característica. Isto torna o novo algoritmo de pesquisa de trânsito muito mais sensível a planetas pequenos do tamanho da Terra.
Crédito: ASA/SDO (Sol), MPS/René Heller

Cientistas do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar, da Universidade Georg August de Gotinga e do Observatório de Sonneberg descobriram 18 planetas do tamanho da Terra para lá do Sistema Solar. Os mundos são tão pequenos que as investigações anteriores os ignoraram. Um deles é um dos mais pequenos conhecidos até agora; outro pode albergar condições favoráveis à vida. Os investigadores reanalisaram uma parte dos dados do Telescópio Espacial Kepler da NASA com um método novo e mais sensível que desenvolveram. A equipa estima que o seu novo método tem o potencial de encontrar mais de 100 exoplanetas adicionais no conjunto de dados da missão Kepler. Os cientistas descrevem os seus resultados na revista Astronomy & Astrophysics.

Actualmente conhecemos pouco mais de 4000 planetas em órbita de estrelas para lá do nosso Sistema Solar. Destes chamados exoplanetas, cerca de 96% são significativamente maiores do que a nossa Terra, a maioria deles mais comparável com as dimensões dos gigantes gasosos Neptuno ou Júpiter. Esta percentagem provavelmente não reflecte as condições reais no espaço, dado que planetas pequenos são muito mais difíceis de rastrear do que grandes. Além disso, os mundos pequenos são alvos fascinantes na busca por planetas potencialmente habitáveis, semelhantes à Terra, fora do Sistema Solar.

Os 18 mundos recém-descobertos enquadram-se na categoria de planetas do tamanho da Terra. O mais pequeno tem apenas 69% do tamanho da Terra; o maior tem pouco mais que o dobro do raio do nosso planeta. E têm ainda outra coisa em comum: todos os 18 exoplanetas não puderam ser detectados, até agora, nos dados do Telescópio Espacial Kepler. Os algoritmos de pesquisa comuns não eram suficientemente sensíveis.

Na sua busca por mundos distantes, os cientistas frequentemente usam o chamado método de trânsito para procurar estrelas com quedas periodicamente recorrentes de brilho. Se uma estrela tiver um planeta cujo plano orbital esteja alinhado com a linha de visão da Terra, o planeta oculta uma pequena fracção da luz estelar quando passa em frente da estrela uma vez por órbita.

“Os algoritmos de busca tentam identificar quedas repentinas no brilho,” explica o Dr. René Heller, do Instituto Max Planck, autor principal da publicação actual. “No entanto, na realidade, um disco estelar parece um pouco mais escuro na orla do que no centro. Quando um planeta passa em frente de uma estrela, bloqueia inicialmente menos luz estelar do que no meio do trânsito. A diminuição máxima ocorre no centro do trânsito, antes da estrela se tornar gradualmente mais brilhante outra vez,” explica.

Os planetas grandes tendem a produzir variações de brilho profundas e claras nas suas estrelas hospedeiras, de modo que a variação subtil de brilho do centro ao limbo na estrela dificilmente desempenha um papel na sua descoberta. Os planetas pequenos, no entanto, fornecem aos cientistas imensos desafios. O seu efeito sobre o brilho estelar é tão pequeno que é extremamente difícil de distinguir das flutuações naturais do brilho da estrela e do ruído que necessariamente surge com qualquer tipo de observação. A equipa de René Heller conseguiu agora mostrar que a sensibilidade do método de trânsito pode ser significativamente melhorada, se uma curva de luz mais realista for assumida no algoritmo de busca.

“O nosso novo algoritmo ajuda a traçar um quadro mais realista da população de exoplanetas no espaço,” resume Michael Hippke, do Observatório de Sonneberg. “Este método constitui um avanço significativo, especialmente na busca por planetas parecidos com a Terra.”

Os investigadores usaram dados do Telescópio Espacial Kepler da NASA como uma plataforma de testes para o novo algoritmo. Na primeira fase da missão, de 2009 a 2013, o Kepler registou as curvas de luz de mais de 100.000 estrelas, resultando na descoberta de mais de 2300 planetas. Após um defeito técnico, o telescópio teve que ser usado num modo de observação alternativo, chamado missão K2, mas ainda assim monitorizou mais de 100.000 estrelas até ao final da missão em 2018. Como uma primeira amostra para o seu novo algoritmo, os investigadores decidiram reanalisar todas as 517 estrelas do K2 que já eram conhecidas por abrigarem pelo menos um planeta em trânsito.

Além dos planetas anteriormente conhecidos, os investigadores descobriram 18 novos objectos que haviam sido negligenciados anteriormente. “Na maioria dos sistemas planetários que estudámos, os novos planetas são os mais pequenos,” disse Kai Rodenbeck da Universidade de Gotinga e do Instituto Max Planck, descrevendo os resultados. Além disso, a maioria dos novos planetas orbita a sua estrela mais perto do que os seus companheiros planetários conhecidos. As superfícies destes novos planetas, portanto, provavelmente têm temperaturas bem superiores a 100 graus Celsius. Apenas um dos corpos é uma excepção: provavelmente orbita a sua estrela anã vermelha dentro da chamada zona habitável. A essa distância favorável da sua estrela, este planeta pode fornecer condições sob as quais pode existir água líquida à superfície – um dos pré-requisitos básicos para a vida como a conhecemos na Terra.

Claro, os cientistas não podem descartar que o seu método é também cego a outros planetas nos sistemas que investigaram. Em particular, planetas pequenos a grandes distâncias das suas estrelas hospedeiras são conhecidos por serem problemáticos. Estes exigem mais tempo para completar uma órbita do que os planetas que orbitam as suas estrelas a distâncias menores. Como consequência, os trânsitos exoplanetários em órbitas largas ocorrem com menos frequência, o que torna os seus sinais ainda mais difíceis de detectar.

O novo método desenvolvido por Heller e colegas abre novas possibilidades fascinantes. Além das 517 estrelas que agora estão a ser investigadas, a missão Kepler também fornece conjuntos de dados para centenas de milhares de outras estrelas. Os investigadores assumem que o seu método lhes permitirá encontrar mais de 100 outros mundos do tamanho da Terra nos dados da missão principal do Kepler. “Este novo método também é particularmente útil para preparar a próxima missão PLATO da ESA, com lançamento previsto para 2026,” diz o professor Dr. Laurent Gizon, Director Administrativo do Instituto Max Planck. O PLATO vai descobrir e caracterizar muitos outros sistemas multi-planetários em torno de estrelas parecidas com o Sol, alguns dos quais serão capazes de abrigar vida.

Astronomia On-line
24 de Maio de 2019

2014: O exoplaneta mais tórrido já descoberto tem valiosas terras raras

NASA / JPL-Caltech

A 650 anos-luz da Terra, o KELT-9 b, o exoplaneta mais quente até agora descoberto, tem assinaturas de alguns dos cobiçados minerais de terras-raras. 

Além das assinaturas de ferro gasoso e titânio encontradas na sua atmosfera, a nova investigação, cujos cujos resultados foram esta semana publicados na revista científica Astronomy & Astrophysics, aponta também para assinaturas de sódio, magnésio, crómio e escândio, bem como ítrio.

KELT-9 localiza-se na constelação de Cygnus. O seu exoplaneta – KELT-9 b – exemplifica o exemplar mais extremo de um Júpiter quente, uma vez que orbita muito perto do seu astro, que é duas vezes mais quente do que o Sol.

Com este calor, todos os elementos acabam por vaporizar quase por completo e as moléculas são divididas nos seus átomos constituintes, tal como acontece nas camadas externas das estrelas. Ou seja, a atmosfera deste mundo não contêm nuvem nem aerossóis, e o céu é claro, principalmente à luz da sua estrela.

Com esse calor, todos os elementos vaporizam quase completamente e as moléculas são divididas em seus átomos constituintes, como nas camadas externas das estrelas. Isso significa que a atmosfera não contém nuvens ou aerossóis e o céu é claro, transparente na sua maioria à luz da sua estrela.

Os átomos que compõem o gás na atmosfera absorvem a luz em cores muito específicas no espectro, e cada átomo tem uma “impressão digital” única das cores que absorve. Estas impressões digitais podem ser medidas com um espectrógrafo sensível instalado num telescópio de grandes dimensões, que permite aos astrónomos estuda a composição química das atmosferas dos planetas que estão a muitos anos-luz de distância.

Uma equipa de cientistas recorreu agora a esta técnica, tendo descoberto algo muito interessante: “Recorrendo ao espectrógrafo HARPS-North no Telescópio Nacional Italiano, na ilha de La Palma, encontramos átomos de ferro e titânio no ambiente tórrido do KELT-9 b”, explica Kevin Heng, diretor e professor no Center for Space and Habitabilty (CSH) na Universidade de Berna, na Suíça, citado em comunicado.

A equipa observou o sistema KELT-9 pela segunda vez no verão passado, visando confirmar detecções anteriores, mas também procurar elementos adicionais. O estudo incluiu 73 átomos, alguns quais metais de terras raras.

Tal como o nome indica, as terras raras são elementos incomuns na Terra, apesar de serem altamente cobiçados pela sua utilidade em materiais e dispositivos tecnológicos avançados, podendo ser usadas em baterias de smartphones ou carros eléctricos. Na tabela periódica, estas “preciosidades” posicionam-se na segunda linha a partir da parte inferior, indo do elemento com o lantânio ao lutécio, abrangendo ainda o escândio o ítrio (39).

Os elementos que constituem o grupo das terras raras foram inicialmente isolados sob a forma de óxidos, recebendo então a designação de “terras”, à época a denominação genérica dada aos óxidos da maioria dos elementos metálicos. Por apresentarem propriedades muito similares e por serem de difícil separação, foram considerados “raros” – tendo daí resultado a denominação terras raras, ainda hoje utilizada.

“A nossa equipa previu que o espectro deste planeta poderia funcionar bem, ser um tesouro onde pode ser possível detectar uma infinidade de compostos que não foram observados na atmosfera de qualquer outro planeta até então”, afirmou Jens Hoeijmakers, do CSH), outro dos autores do estudo.

“Com mais observações, muitos mais elementos podem ser descobertos utilizando a mesma técnica na atmosfera deste planeta no futuro, e talvez também possamos encontrar estes elementos noutros planetas com temperaturas igualmente altas”, completou.

Heng completa, considerando que a descoberta pode ser importante para várias áreas científicas, entre as quais a Astrobiologia. “As possibilidades de um dia encontrarmos as chamadas bio-assinaturas, ou seja, sinais de vida, num exoplaneta, recorrendo às mesmas técnicas, são boas (…) Em última análise, queremos usar a nossa pesquisa para entender a origem e o desenvolvimento do Sistema Solar, bem como a origem da vida”, rematou.

SA, ZAP //

Por SA
20 Maio, 2019

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1869: TESS descobre o seu primeiro planeta do tamanho da Terra

Impressão de artista de HD 21749c, o primeiro planeta do tamanho da Terra descoberto pelo TESS da NASA, bem como o seu irmão, HD 21749b, um sub-Neptuno quente.
Crédito: Robin Dienel, cortesia do Instituto Carnegie para Ciência

O satélite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA descobriu o seu primeiro exoplaneta do tamanho da Terra. Com o nome HD 21749c, é o mundo mais pequeno para lá do nosso Sistema Solar já identificado pela missão TESS.

Num artigo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters, uma equipa de astrónomos liderada pelo MIT (Massachusetts Institute of Technology) relata que o novo planeta orbita a estrela HD 21749 – uma estrela muito próxima, a apenas 52 anos-luz da Terra. A estrela também hospeda um segundo planeta – HD 21749b – um “sub-Neptuno” quente com uma órbita mais longa de 36 dias, que a equipa relatou anteriormente e agora divulga em mais detalhe no presente artigo científico.

O novo planeta do tamanho da Terra é provavelmente um mundo rochoso, porém inabitável, pois orbita a sua estrela em apenas 7,8 dias – uma órbita relativamente íntima que daria ao planeta temperaturas superficiais na ordem dos 427º C.

A descoberta deste mundo do tamanho da Terra, no entanto, é excitante, pois demonstra a capacidade do TESS em encontrar planetas pequenos em redor de estrelas próximas. No futuro próximo, a equipa do TESS espera que o satélite revele planetas ainda mais frios, com condições mais adequadas para albergar vida.

“Para as estrelas que estão muito próximas e que são muito brilhantes, esperávamos encontrar até duas dúzias de planetas do tamanho da Terra,” diz Diana Dragomir, autora principal e membro do TESS, pós-doc no Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT. “E aqui estamos – este seria o nosso primeiro e é um marco para o TESS. Define o caminho para encontrar planetas mais pequenos em torno de estrelas ainda mais pequenas, e esses planetas podem ser, potencialmente, habitáveis.”

O TESS caça planetas para lá do nosso Sistema Solar desde o seu lançamento a 18 de Abril de 2018. O satélite foi projectado para observar quase todo o céu em sectores que se sobrepõem mês a mês enquanto orbita a Terra. À medida que circula o nosso próprio planeta, o TESS concentra as suas quatro câmaras no céu a fim de monitorizar as estrelas mais próximas e brilhantes, procurando quedas periódicas na luz estelar que possam indicar a presença de um exoplaneta enquanto este passa em frente da sua estrela hospedeira.

Ao longo da sua missão de dois anos, o TESS visa identificar, para a comunidade científica, pelo menos 50 planetas pequenos e rochosos, juntamente com estimativas das suas massas. Até à data, a missão descobriu 10 planetas mais pequenos que Neptuno, quatro dos quais tiveram a sua massa estimada, incluindo π Men b, um planeta com o dobro da tamanho da Terra e com uma órbita de seis dias em torno da sua estrela; LHS 3844b, um mundo quente e rochoso ligeiramente maior que a Terra e que orbita a sua estrela-mãe em apenas 11 horas; e TOI 125b e c – dois “sub-Neptunos” que orbitam a mesma estrela, ambos com um período de translação de aproximadamente uma semana. Todos estes quatro planetas foram identificados a partir de dados obtidos durante os dois primeiros sectores de observação do TESS – uma boa indicação, escreve a equipa no seu artigo, de que “podem ser encontrados muitos mais.”

Dragomir seleccionou este recém-descoberto planeta do tamanho da Terra a partir dos primeiros quatro sectores de observações do TESS. Quando ficaram disponíveis, sob a forma de curvas de luz, ou intensidades da luz estelar, colocou-os num software que procura sinais periódicos interessantes. O software identificou pela primeira vez um possível trânsito que a equipa posteriormente confirmou como o quente sub-Neptuno que anunciaram no início deste ano.

Como é normalmente o caso para planetas pequenos, onde há um, é provável que existam mais, e Dragomir e colegas decidiram vasculhar novamente as mesmas observações para ver se conseguiam localizar outros mundos pequenos escondidos nos dados.

“Sabemos que estes planetas geralmente vêm em famílias,” explica Dragomir. “De modo que estudámos os dados novamente e este sinal pequeno ‘veio ao de cima’.”

A equipa identificou uma pequena queda na luz de HD 21749 que ocorria a cada 7,8 dias. Por fim, os investigadores identificaram 11 destes mergulhos periódicos, ou trânsitos, e determinaram que a luz da estrela estava a ser momentaneamente bloqueada por um planeta do tamanho da Terra.

Embora este seja o primeiro planeta do tamanho da Terra descoberto pelo TESS, já foram descobertos exoplanetas de tamanho idêntico, principalmente pelo Telescópio Espacial Kepler da NASA, um telescópio já reformado que monitorizou mais de 530.000 estrelas. No final, a missão Kepler detectou 2662 planetas, muitos dos quais eram do tamanho da Terra, e um punhado desses encontram-se na zona habitável da sua estrela – onde um equilíbrio de condições favorece a presença de vida.

No entanto, o Kepler observou estrelas muito mais distantes do que aquelas monitorizadas pelo TESS. Portanto, Dragomir diz que o acompanhamento de qualquer um dos longínquos planetas do Kepler, do tamanho da Terra, será muito mais complexo do que o estudo de planetas em órbita de estrelas muito mais próximas e brilhantes, que o TESS está a estudar.

“Dado que o TESS monitoriza estrelas muito mais próximas e brilhantes, podemos medir a massa deste planeta num futuro muito próximo, enquanto que para planetas do tamanho da Terra descobertos pelo Kepler, isso estava fora de questão,” acrescenta Dragomir. “Esta nova descoberta pelo TESS pode levar à primeira medição da massa de um planeta do tamanho da Terra. E estamos entusiasmados com esse valor. Será um valor parecido com o da Terra? Ou mais pesado? Não sabemos.”

Astronomia On-line
19 de Abril de 2019

 

1865: A vida pode estar a evoluir nos exoplanetas mais próximos

(CC0/PD) Buddy_Nath / Pixabay

Quatro dos mundos mais próximos do nosso Sistema Solar podem reunir condições para abrigar vida, sugere um grupo de cientistas que estuda a habitabilidade em planetas semelhantes à Terra.

Astrofísicos da universidade norte americana de Cornell acreditam ser possível descobrir vida nos planetas rochosos que orbitam a zona potencialmente habitável de anãs vermelhas próximas, apesar dos seus elevados níveis de exposição radioactiva.

De acordo com um novo estudo, cujos resultados foram publicados na semana passada no Monthly Notices, da Royal Astronomical Society, os cientistas concluíram que a vida terrestre evoluiu a partir de criaturas que suportaram níveis de radiação ultravioleta mais fortes do que aqueles a que os exoplanetas em causa estão expostos.

A partir de uma simulação sobre as condições de radiação ultravioleta que assolam estes exoplanetas, os cientistas determinaram que a exposição que sofrem é significativamente do que aquela que atingia a Terra há 3,9 mil milhões de anos.

Por isso, sustentam, a radiação ultravioleta não pode ser vista como um factor de exclusão na procura de planetas que podem potencialmente abrigar vida. “Os mundos mais próximos continuam a ser alvos atraentes para a procura de vida fora do nosso Sistema Solar”, pode ler-se na publicação.

Para a investigação, a equipa teve em conta quatro exoplanetas: Próxima b (o exoplaneta mais próximo da Terra – 4,2 anos-luz do nosso planeta, na constelação de Centaurus), o Ross-128b (10,89 aos-luz, na constelação de Virgo), o TRAPPIST-1e (39,6 anos-luz luz, na constelação de Aquarius) e ainda o  LHS-1140b (40 anos-luz, na constelação de Cetus).

Segundo os dados da equipa, o exoplaneta mais próximo da Terra recebe um nível de radiação ultravioleta 250 vezes maior do que o que temos hoje em dia na Terra. Por isso mesmo, os cientistas questionam: se a vida terrestre sobreviveu a níveis mais altos no passado, por que não pode a vida evoluir nestes exoplanetas?

A equipa frisa ainda que nem todos  os comprimentos de onda dos raios ultravioletas são igualmente prejudiciais, e que os níveis de ozono também são um factor importante a ter em conta quando se estuda a habitabilidade de um planeta.

ZAP //

Por ZAP
19 Abril, 2019

 

1852: O exoplaneta mais próximo da Terra parece ter um mundo vizinho

M. Kornmesser / European Southern Observatory
Conceito artístico do planeta Próxima b em órbita da sua estrela, Próxima Centauri

O exoplaneta mais próximo da Terra pode ter um vizinho. Uma equipa de astrónomos detectou um planeta candidato a orbitar a estrela Próxima Centauri, localizada a apenas 4,2 anos-luz do Sistema Solar e que abriga o mundo mais próximo da Terra, o Próxima b.

“É apenas um candidato. É muito importante sublinhar”, disse Mario Damasso, da Universidade de Turim, em Itália, durante uma apresentação na conferência Breakthrough Disc na Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, citado pela agência Europa Press.

Damasso e a sua equipa analisaram as observações de Próxima Centauri captadas pelo HARPS (High Precision Radial Velocity Planet Searcher), instrumento que foi instalado num telescópio do Observatório La Silla do European Southern Observatory (ESO), no Chile, que acompanha e regista os pequenos movimentos estelares induzidos pela atracção gravitacional dos planetas em órbita.

Os dados deste instrumento ajudaram a descobrir o exoplaneta Próxima b (o mais próximo do Sistema Solar), entre muitos outros mundos extra-solares.

O Próxima b orbita a zona habitável da anã vermelha Próxima Centauri a uma distância orbital onde pode existir água líquida na superfície de um planeta. Contudo, não é ainda certo que o exoplaneta possa abrigar vida como a Terra. Tal como os cientistas explicam, é provável que o exoplaneta esteja bloqueado pela sua estrela, tendo, por isso um lado escaldante e um outro lado nocturno gelado. Além disso, as explosões na sua estrela podem ter-lhe retiro a sua atmosfera há muito tempo.

A discussão sobre a habitabilidade não será, à partida, arrastada para a confirmação do novo planeta (o potencial Próxima c), caso esta venha a acontecer. O mundo “vizinho” tem uma massa mínima aproximada de cerca de seis vezes a da Terra e orbita a 1,5 unidades astronómicas da Próxima Centauri e, por isso, será provavelmente muito frio.

Tal como relata o portal Space.com, esta distância orbital também faz com que seja mais difícil detectar o Próxima c, uma vez que a atracção do planeta na estrela é muito fraca.

A equipa acredita na detecção do novo planeta, mas sublinha que os dados são ainda preliminares. Além disso, o documento foi enviado para a revisão de pares e posterior publicação, não tendo, até ao momento, sido aceite para publicação.

Os cientistas disseram que a confirmação pode ser feita através de observações adicionais do HARPS, instrumentos semelhantes ou até pela medições feitas pela missão espacial europeia Gaia que produz mapas estelares. Se o Próxima c for realmente verdadeiro, o Gaia poderá ser capaz de o detectar. 

E se o planeta for real, múltiplas oportunidades se poderão abrir: os telescópios espaciais poderão, muito em breve, fotografar este mundo exótico. “Potencialmente, este é um laboratório espectacular para imagens directas”, disse Del Sordo, que participou na investigação e na apresentação dos seus resultados.

ZAP //

Por ZAP
16 Abril, 2019

 

1780: Instrumento GRAVITY abre novos caminhos na obtenção de imagens de exoplanetas

O instrumento GRAVITY montado no VLTI (Interferómetro do Very Large Telescope) do ESO obteve a sua primeira observação directa de um exoplaneta, utilizando interferometria óptica. Este método revelou uma atmosfera exoplanetária complexa com nuvens de ferro e silicatos no seio de uma tempestade que engloba todo o planeta. Esta técnica apresenta possibilidades únicas para caracterizar muitos dos exoplanetas que se conhecem actualmente. Esta imagem artística mostra o exoplaneta observado, HR 8799e.
Crédito: ESO/L. Calçada

O instrumento GRAVITY montado no VLTI (Interferómetro do Very Large Telescope) do ESO obteve a sua primeira observação directa de um exoplaneta, utilizando interferometria óptica. Este método revelou uma atmosfera exoplanetária complexa com nuvens de ferro e silicatos no seio de uma tempestade que engloba todo o planeta. Esta técnica apresenta possibilidades únicas para caracterizar muitos dos exoplanetas que se conhecem actualmente.

Este resultado foi anunciado numa carta à revista Astronomy & Astrophysics pela Colaboração GRAVITY, na qual foram apresentadas observações do exoplaneta HR 8799e usando interferometria óptica. Este exoplaneta foi descoberto em 2010 em órbita de uma estrela jovem de sequência principal, HR 8799, situada a cerca de 129 anos-luz de distância da Terra na constelação de Pégaso.

Os resultados, que revelam novas características de HR 8799e, necessitaram de um instrumento de muito alta resolução e sensibilidade. O GRAVITY pode usar os quatro Telescópios Principais do VLT do ESO em uníssono como se de um único telescópio enorme se tratassem, utilizando uma técnica conhecida por interferometria. Este super-telescópio — o VLTI — recolhe e separa de forma precisa a radiação emitida pela atmosfera de HR 8799e e a radiação emitida pela sua estrela progenitora.

HR 8799e é um exoplaneta do tipo “super-Júpiter”, um mundo diferente de qualquer um dos planetas existentes no Sistema Solar, já que é mais massivo e muito mais jovem do que qualquer dos planetas que orbita o nosso Sol. Com apenas 30 milhões de anos, este exoplaneta bebé é suficientemente jovem para dar aos astrónomos pistas sobre a formação de planetas e sistemas planetários. O exoplaneta é completamente inóspito — a energia que restou da sua formação e um forte efeito de estufa fazem com que HR 8799e apresente uma temperatura de cerca de 1000º C à sua superfície.

Esta é a primeira vez que interferometria óptica é utilizada para revelar detalhes sobre um exoplaneta e a nova técnica deu-nos um espectro extremamente detalhado com uma qualidade sem precedentes — dez vezes mais detalhado do que observações anteriores. As medições levadas a cabo pela equipa revelaram a composição da atmosfera de HR 8799e — a qual contém algumas surpresas.

“A nossa análise mostrou que HR 8799e tem uma atmosfera que contém muito mais monóxido de carbono do que metano — algo que não se espera do equilíbrio químico,” explica o líder da equipa Sylvestre Lacour, investigador do CNRS no Observatório de Paris – PSL e no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. “A melhor maneira de explicar este resultado surpreendente é com elevados ventos verticais no seio da atmosfera, os quais impedem o monóxido de carbono de reagir com o hidrogénio para formar metano.”

A equipa descobriu que a atmosfera contém igualmente nuvens de poeira de ferro e silicatos. Quando combinado com o excesso de monóxido de carbono, este facto sugere-nos que a atmosfera de HR 8799e esteja a sofrer os efeitos de uma enorme e violenta tempestade.

“As nossas observações sugerem uma bola de gás iluminada do interior, com raios de luz quente em movimento nas nuvens escuras tempestuosas,” explica Lacour. “A convecção faz movimentar as nuvens de partículas de ferro e silicatos, que se desagregam provocando chuva no interior. Este cenário mostra-nos uma atmosfera dinâmica num exoplaneta gigante acabado de formar, onde ocorrem processos físicos e químicos altamente complexos.”

Este resultado junta-se ao já impressionante conjunto de descobertas feitas com o auxílio do GRAVITY, as quais incluem a observação do ano passado de gás a espiralar com uma velocidade de 30% da velocidade da luz na região logo a seguir ao horizonte de eventos do buraco negro super-massivo que se situa no Centro Galáctico. Este novo resultado acrescenta mais uma maneira de observar exoplanetas ao já extenso arsenal de métodos disponíveis aos telescópios e instrumentos do ESO — abrindo caminho a muitas outras descobertas impressionantes.

Astronomia On-line
29 de Março de 2019