4405: Primeiros resultados do Cheops: o observador de exoplanetas da ESA revela mundo extraterrestre extremo

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista do exoplaneta WASP-189b orbitando a sua estrela hospedeira. O sistema foi observado pela missão Cheops da ESA a fim de determinar características chave. Por exemplo, a estrela-mãe é maior e mais de 2000º C mais quente que o nosso próprio Sol, de modo que brilha de cor azul. O planeta tem uma órbita inclinada – não viaja no equador, mas passa perto dos pólos da estrela.
É um dos exoplanetas mais quentes e mais extremos conhecidos até à data, e cai na classe de Júpiteres ultra-quentes.
Crédito: ESA

A nova missão de exoplanetas da ESA, Cheops, encontrou um sistema planetário próximo que contém um dos planetas extras-solares mais quentes e extremos conhecidos até hoje: WASP-189b. A descoberta, a primeira da missão, demonstra a capacidade única do Cheops em lançar luz sobre o Universo ao nosso redor, ao revelar os segredos destes mundos alienígenas.

Lançado em Dezembro de 2019, Cheops (Characterising Exoplanet Satellite) foi projectado para observar estrelas próximas conhecidas por albergar planetas. Ao medir de maneira ultra-precisa as mudanças nos níveis de luz provenientes desses sistemas à medida que os planetas orbitam as suas estrelas, Cheops pode, inicialmente, caracterizar esses planetas – e, por sua vez, aumentar a nossa compreensão de como estes se formam e evoluem.

A nova descoberta diz respeito a um designado “Júpiter ultra-quente” denominado WASP-189b. Júpiteres quentes, como o nome sugere, são planetas gasosos gigantes, um pouco como Júpiter no nosso próprio Sistema Solar; no entanto, orbitam muito, muito mais perto da sua estrela hospedeira e, portanto, são aquecidos a temperaturas extremas.

WASP-189b fica cerca de 20 vezes mais perto da sua estrela do que a Terra está do Sol, e completa uma órbita em apenas 2,7 dias. A sua estrela hospedeira é maior e 2000 graus mais quente do que o Sol e, portanto, parece ter um brilho azul. “Sabe-se que apenas um punhado de planetas existem em torno de estrelas tão quentes, e este sistema é de longe o mais brilhante,” disse Monika Lendl, da Universidade de Genebra, Suíça, principal autora do novo estudo. “WASP-189b também é o Júpiter quente mais brilhante que podemos observar conforme passa na frente ou atrás da sua estrela, tornando todo o sistema realmente intrigante.”

Primeiro, Monika e os seus colegas usaram Cheops para observar WASP-189b enquanto passava por trás da sua estrela hospedeira – uma ocultação. “Como o planeta é tão brilhante, há na verdade uma queda perceptível na luz que vemos proveniente do sistema quando este sai de vista por um breve momento,” explica Monika. “Usámos isso para medir o brilho do planeta e restringir a sua temperatura a uns escaldantes 3200 graus C.”

Isto torna WASP-189b um dos planetas mais quentes e extremos, e totalmente diferente de qualquer um dos planetas do Sistema Solar. Nestas temperaturas, até mesmo metais como o ferro derretem e se transformam em gás, tornando o planeta claramente inabitável.

Em seguida, Cheops observou WASP-189b a passar em frente da sua estrela – um trânsito. Os trânsitos podem revelar muito sobre o tamanho, a forma e as características orbitais de um planeta. Isto era verdade para WASP-189b, que foi considerado maior do que se pensava, quase 1,6 vezes o raio de Júpiter.

“Também vimos que a própria estrela é interessante – não é perfeitamente redonda, mas maior e mais fria no seu equador do que nos pólos, fazendo com que os pólos da estrela pareçam mais brilhantes,” diz Monika. “Está a girar tão rápido que está a ser puxada para fora no seu equador! Somando-se a essa assimetria está o facto de que a órbita de WASP-189b é inclinada; não viaja ao redor do equador, mas passa perto dos pólos da estrela.”

Ver esta órbita inclinada aumenta o mistério existente de como os Júpiteres se formam. Para um planeta ter uma órbita tão inclinada, deve ter sido formado mais para fora e depois empurrado para dentro. Acredita-se que isto aconteça quando vários planetas dentro de um sistema disputam uma posição ou quando uma influência externa – outra estrela, por exemplo – perturba o sistema, empurrando gigantes gasosos em direcção à sua estrela e em órbitas muito curtas que são altamente inclinadas. “Uma vez que medimos tal inclinação com o Cheops, isto sugere que o WASP-189b passou por tais interacções no passado,” acrescenta Monika.

Monika e os seus colegas usaram as observações altamente precisas e as capacidades ópticas de Cheops para revelar os segredos de WASP-189b. O Cheops abriu o seu “olho” em Janeiro deste ano e começou as operações científicas de rotina em Abril, e tem vindo a trabalhar para expandir a nossa compreensão dos exoplanetas e do cosmos próximo desde então.

“Este primeiro resultado de Cheops é extremamente empolgante: é uma evidência definitiva de que a missão está a cumprir a sua promessa em termos de precisão e desempenho,” disse Kate Isaak, cientista do projecto Cheops na ESA.

Milhares de exoplanetas, a grande maioria sem análogos no nosso Sistema Solar, foram descobertos no último quarto de século, e muitos mais virão de pesquisas terrestres e missões espaciais actuais e futuras.

“Cheops tem um papel de ‘acompanhamento’ único a desempenhar no estudo desses exoplanetas,” acrescenta Kate. “Investigará trânsitos de planetas que foram descobertos a partir do solo e, quando possível, medirá com mais precisão os tamanhos de planetas já conhecidos por transitarem as suas estrelas hospedeiras. Ao investigar exoplanetas nas suas órbitas com Cheops, podemos fazer uma caracterização inicial das suas atmosferas e determinar o aspecto e as propriedades de quaisquer nuvens presentes.”

Nos próximos anos, Cheops irá acompanhar centenas de planetas conhecidos que orbitam estrelas brilhantes, construindo e ampliando o que foi feito aqui para WASP-189b. A missão é a primeira de uma série de três missões científicas da ESA com foco na detecção e caracterização de exoplanetas: também tem um potencial significativo de descoberta – desde a identificação de alvos principais para missões futuras que irão sondar atmosferas exoplanetárias, até à busca de novos planetas e exoluas.

“Cheops não só aprofundará a nossa compreensão dos exoplanetas,” diz Kate, “mas também do nosso próprio planeta, Sistema Solar e do ambiente cósmico mais amplo.”

Astronomia On-line
29 de Setembro de 2020