CIÊNCIA // ASTRONOMIA // PROTOPLANETAS
Uma equipa internacional de investigadores publicou resultados da análise de dados que confirma a existência de um novo protoplaneta em torno da estrela HD 169142.
Este resultado foi possível graças a ferramentas avançadas de processamento de imagem desenvolvidas pelo PSILab da Universidade de Liège. O artigo científico foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Imagem do sistema HD 169142 que mostra o sinal do protoplaneta HD 169142 b (perto da posição correspondente às 11 horas), bem como um braço em espiral brilhante resultante da interacção dinâmica entre o planeta e o disco em que se encontra. O sinal da estrela, 100.000 vezes mais brilhante do que o planeta, foi subtraído por uma combinação de componentes ópticos e processamento de imagem (máscara no centro da imagem). Observações em diferentes momentos mostram o planeta a avançar na sua órbita ao longo do tempo.
Crédito: VLT/SPHERE do ESO
Os planetas formam-se a partir de aglomerados de material em discos que rodeiam estrelas recém-nascidas. Quando o planeta ainda está a formar-se, ou seja, quando ainda está a acretar material, é chamado de protoplaneta.
Até à data, apenas dois protoplanetas tinham sido inequivocamente identificados como tal, PDS 70 b e c, ambos orbitando a estrela PDS 70. Este número aumentou agora para três com a descoberta e confirmação de um protoplaneta no disco de gás e poeira que envolve HD 169142, uma estrela a 374 anos-luz de distância.
Os cientistas utilizaram várias observações, entre 2015 e 2019, da estrela HD 169142 obtidas pelo instrumento SPHERE do VLT (Very Large Telescope) do ESO”, explica Iain Hammond, investigador da Universidade Monash (Austrália) que fez parte do seu doutoramento na Universidade de Liège. Os planetas estão quentes quando se formam, pelo que o telescópio obteve imagens infravermelhas de HD 169142 para procurar a sua assinatura térmica.
Com estes dados, puderam confirmar a presença de um planeta, HD 169142 b, a cerca de 37 UA (37 unidades astronómicas, ou 37 vezes a distância da Terra ao Sol) da sua estrela – ligeiramente mais longe do que a órbita de Neptuno.
Já em 2019, uma equipa de investigadores liderada por R. Gratton tinha anteriormente levantado a hipótese de que uma fonte compacta vista nas suas imagens poderia indicar a presença de um protoplaneta.
O estudo recente confirma esta hipótese através de uma nova análise dos dados utilizados no seu estudo, bem como da inclusão de novas observações de melhor qualidade.
As imagens diferentes, obtidas com o instrumento SPHERE do VLT entre 2015 e 2019, revelam uma fonte compacta que se move ao longo do tempo como esperado para um planeta em órbita a 37 UA da sua estrela.
Todos os conjuntos de dados obtidos com o instrumento SPHERE foram analisados com ferramentas de processamento de imagem de última geração desenvolvidas pela equipa do PSILab na Universidade de Liège.
O último conjunto de dados considerado no estudo, obtido em 2019, é crucial para a confirmação do movimento do planeta”, explica Valentin Christiaens, investigador do PSILab da Universidade de Liège. Este conjunto de dados não tinha sido publicado até agora.
Uma série de imagens do sistema HD 169142 mostrando o protoplaneta HD 169142 b em movimento na sua órbita ao longo do tempo. Um braço em espiral brilhante é visível no rasto do planeta, resultante da interacção dinâmica entre o planeta e o disco em que se encontra. O sinal da estrela, que é 100.000 vezes mais brilhante do que o planeta, foi subtraído por uma combinação de componentes ópticos e processamento de imagem (máscara no centro da imagem).
Crédito: VLT/SPHERE do ESO
As novas imagens também confirmam que o planeta deve ter esculpido uma lacuna no disco – como previsto pelos modelos. Esta divisão é claramente visível nas observações de luz polarizada do disco.
“No infravermelho, podemos também ver um braço em espiral no disco, provocado pelo planeta e visível no seu rasto, sugerindo que outros discos protoplanetários contendo espirais também podem abrigar planetas ainda não descobertos”, diz Hammond.
As imagens de luz polarizada, bem como o espectro infravermelho medido pela equipa de investigação, indicam ainda que o planeta está enterrado numa quantidade significativa de poeira acretada a partir do disco protoplanetário.
Esta poeira pode estar na forma de um disco circumplanetário, um pequeno disco que se forma à volta do próprio planeta, o qual, por sua vez, pode formar luas. Esta descoberta importante demonstra que a detecção de planetas por observação directa é possível mesmo numa fase muito precoce da sua formação.
Ao longo dos últimos dez anos têm havido, no que toca às detecções de planetas em formação, muitos falsos positivos”, diz Valentin Christiaens. Para além dos protoplanetas do sistema PDS 70, o estatuto dos outros candidatos é ainda calorosamente debatido na comunidade científica.
“O protoplaneta HD 169142 b parece ter propriedades diferentes dos protoplanetas no sistema PDS 70, o que é muito interessante.
Parece que foi capturado numa fase mais jovem da sua formação e evolução, uma vez que ainda está completamente enterrado ou rodeado por muita poeira”.
Dado o número muito pequeno de planetas em formação confirmados até à data, a descoberta desta fonte e o seu acompanhamento deverá dar-nos uma melhor compreensão de como os planetas, e em particular os planetas gigantes como Júpiter, são formados.
Uma maior caracterização do protoplaneta e confirmação independente poderá ser obtida com futuras observações pelo Telescópio Espacial James Webb.
A elevada sensibilidade do JWST à luz infravermelha deverá, de facto, permitir aos investigadores detectar emissões térmicas provenientes da poeira quente em redor do planeta.
// Universidade de Liège (comunicado de imprensa)
// Universidade Monash (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)
// Artigo científico (arXiv.org)
Astronomia – Centro Ciência Viva do Algarve
18 de Abril de 2023
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published in: 5 meses ago
