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Astrônomos fotografam exoplaneta em movimento

Astrônomos fotografam exoplaneta em movimento
O exoplaneta tem a menor órbita já detectada em exoplanetas observados diretamente em imagens, situando-se quase tão perto da sua estrela como Saturno está do Sol.[Imagem: ESO/A.-M. Lagrange]

Astrônomos conseguiram, pela primeira vez, seguir o movimento de um exoplaneta à medida que ele move de um lado da sua estrela para o outro.

O exoplaneta tem a menor órbita já detectada em exoplanetas observados diretamente em imagens, situando-se quase tão perto da sua estrela como Saturno está do Sol.

Os cientistas acreditam que este planeta pode ter-se formado de modo semelhante aos planetas gigantes do Sistema Solar.

Como sua estrela é bastante jovem, esta descoberta mostra que planetas gigantes gasosos podem formar-se no interior de discos de poeira em apenas alguns milhões de anos, uma escala de tempo curta em termos cósmicos.

Disco de poeira cósmica

Com apenas 12 milhões de anos, ou seja menos de três milésimas da idade do Sol, a estrela Beta Pictoris tem 75% mais massa do que a nossa estrela.

Situada a cerca de 60 anos-luz de distância, na direção da constelação do Pintor, este objeto é um dos exemplos mais conhecidos de uma estrela rodeada por um disco de poeira e restos de matéria.

Os discos de restos de matéria são compostos por poeira resultante da colisão entre corpos celestes grandes, como planetas embrionários ou asteroides. São uma versão ampliada da poeira zodiacal do nosso Sistema Solar. O disco em torno de Beta Pictoris foi o primeiro a ser obtido em imagem e sabe-se agora que ele se estende até cerca de 1.000 vezes a distância entre a Terra e o Sol.

Observações anteriores mostraram uma deformação do disco, um disco secundário inclinado e cometas em rota de colisão com a estrela. "Estes sinais eram indiretos, mas indicativos da presença de uma planeta de grande massa e as nossas novas observações demonstram este fato de forma definitiva," diz a líder da equipe, Anne-Marie Lagrange.

Planetas jovens

Observações recentes mostraram que os discos em torno de estrelas jovens se dispersam ao fim de alguns milhões de anos, e que a formação de planetas gigantes deve por isso ocorrer mais depressa do que o que se julgava anteriormente. Beta Pictoris é a prova clara de que isso é efetivamente possível.

"Uma vez que a estrela é muito jovem, os nossos resultados mostram que planetas gigantes podem formar-se nestes discos em escalas de tempo tão pequenas como alguns milhares de anos," diz Lagrange.

Óptica adaptativa

A equipe utilizou o instrumento NAOS-CONICA (ou NACO), montado em um dos telescópios de 8,2 metros que compõem o Very Large Telescope do ESO (Observatório Europeu do Sul)

O NACO é um instrumento de óptica adaptativa, montado sobre o telescópio. Graças à óptica adaptativa, os astrônomos podem retirar o efeito de imagem desfocada devido à atmosfera e obter imagens muito mais nítidas.

A região na imediata vizinhança de Beta Pictoris foi observada em 2003, 2008 e 2009.

Em 2003 foi observada uma fonte fraca no interior do disco (eso0842), mas não foi possível excluir a possibilidade de que se poderia tratar de uma estrela de fundo. Em novas imagens tiradas em 2008 e na Primavera de 2009, esta fonte tinha desaparecido!

As observações mais recentes, obtidas no Outono de 2009, revelaram o objeto do outro lado do disco, depois de um período em que este se deve ter escondido ou atrás ou à frente da estrela (neste último caso o objeto encontra-se escondido no meio do brilho da estrela).

Estas observações confirmaram que esta fonte é efetivamente um exoplaneta em órbita da sua estrela hospedeira. As observações forneceram igualmente informação sobre o tamanho e o tipo de órbita descrita em torno da estrela.

Cálculo da existência de Netuno

Já foram obtidas imagens diretas de cerca de dez exoplanetas, sendo que o que se encontra em torno de Beta Pictoris (chamado "Beta Pictoris b") apresenta a menor órbita conhecida até agora.

Ele encontra-se a uma distância da sua estrela de cerca de 8 a 15 Unidades Astronômicas (UA) - uma UA é a distância que separa a Terra do Sol - o que corresponde mais ou menos à distância de Saturno ao Sol.

"O curto período do planeta permitir-nos-á observar uma órbita completa em cerca de 15 a 20 anos, e estudos mais detalhados de Beta Pictoris b fornecer-nos-ão importantes informações sobre a física e a química da atmosfera de um planeta gigante jovem," diz Mickael Bonnefoy, outro membro da equipe.

O exoplaneta tem uma massa de cerca de nove vezes a massa de Júpiter, dispondo igualmente da massa e localização certas para explicar a deformação observada no interior do disco.

Esta descoberta apresenta, por isso, alguma semelhança com a predição da existência de Netuno pelos astrônomos Adams e Le Verrier, no séc. XIX, baseada em observações da órbita de Urano.

Formação de planetas

"Em conjunto com os planetas descobertos em torno das estrelas jovens de grande massa Fomalhaut e HR8799, a existência do Beta Pictoris b sugere que os super-Júpiteres podem bem ser produtos frequentes derivados da formação planetária feita em torno de estrelas de grande massa," explica Gael Chauvin, membro da equipe.

Esses planetas perturbam os discos que se encontram em torno das estrelas, criando estruturas que deverão ser facilmente observadas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), o telescópio revolucionário que está sendo construído pelo ESO em conjunto com parceiros internacionais - veja Uma ALMA começa a tomar forma no deserto, de olho no Universo.

Foram coletadas mais algumas imagens de outros candidatos a exoplanetas, mas todos eles se situam mais afastados da sua estrela hospedeira do que Beta Pictoris b. Se estivessem localizados no Sistema Solar, eles estariam todos próximos ou mesmo além da órbita do planeta mais afastado do Sol, Netuno.

Os processos de formação destes planetas gigantes são provavelmente muito diferentes dos do nosso Sistema Solar e de Beta Pictoris.

"As imagens diretas recentes de exoplanetas - muitas elas obtidas pelo VLT - ilustram bem a diversidade dos sistemas planetários," diz Lagrange. "Entre todos eles, o caso de Beta Pictoris b é o mais promissor no sentido de poder ser um planeta que se formou de modo muito semelhante aos planetas gigantes do nosso Sistema Solar."





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