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Pela primeira vez, imagens mostram sistema planetário ao redor de estrela similar ao Sol

Semelhança da estrela com o Sol permitirá fazer observações que ajudem a entender também características da formação do sistema solar

IImagem da estrela similar ao Sol, acompanhada dos dois planetas gigantes Créditos: ESO/Bohn et al.


Pela primeira vez, cientistas conseguiram capturar imagens de múltiplos planetas orbitando ao redor de outra estrela similar ao Sol. Ainda assim, apesar das semelhanças entre aquela  estrela  e a nossa, as fotos deste sistema planetário revelam que o lugar não é nada parecido com nosso lar. 

 Chamada TYC 8998-760-1 e localizada a cerca de 300 anos-luz da Terra, na constelação Musca, a estrela tem massa similar à massa ao Sol. Porém, os dois planetas que ela possui são muito diferentes, e possuem órbitas que estão a distâncias respectivamente de cerca de 160 e 320 vezes a distância da Terra e do Sol (distâncias que são cerca de quatro e oito vezes maiores que o espaço entre Plutão e o Sol). Ambos os planetas são grandes, em comparação com qualquer objeto de nosso sistema solar. O planeta mais distante tem talvez seis vezes a massa de Júpiter, e o mais interno, 14 vezes a massa de Júpiter. 

Nas imagens produzidas pelo instrumento de Pesquisa de Exoplanetas de alto contraste espectro-polarimétrico, ou SPHERE em inglês, que está operante no Very Large Telescope do European Southern Observatory, no norte do Chile, os planetas se apresentam como pequenos pontos ao redor da estrela. As descobertas são detalhadas em um estudo publicado em 22 de julho na revista Astrophysical Journal Letters

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“O que é realmente fascinante sobre esse trabalho é que ele mostra sobre a grande diversidade de sistemas e planetas que existe lá fora, orbitando todos os tipos de estrelas”, diz Rebecca Oppenheimer, astrofísica no Museu Americano de História Natural na Cidade de Nova York, que não estava envolvida no estudo. “Não existe uma ‘arquitetura’ única para um sistema planetário”.

Esta foi apenas a terceira oportunidade em que os astrônomos conseguiram captar “imagens diretas” de diferentes mundos orbitando uma única estrela. Mas os outros sistemas observados orbitavam estrelas ou muito mais pesadas, ou muito mais leves do que o Sol, o que dificultava a comparação com o nosso sistema solar. Imagens diretas ainda são uma raridade no estudo dos mundos além de nossas “vizinhanças”  planetárias. A vasta maioria dos exoplanetas que compõem os catálogos dos astrônomos são conhecidas somente através de meios indiretos; eles revelam a sua existência e suas  propriedades mais básicas — massa, tamanho e órbita — quando, periodicamente, “puxam” suas estrelas hospedeiras, ou passam à frente delas, a partir da linha de observação da  Terra. A produção de imagens diretas de exoplanetas é importante, diz o líder do estudo Alexander Bohn, astrofísico da Universidade Leiden na Holanda, porque ao “receber luz de outros planetas, nós podemos caracterizar melhor suas atmosferas, sua composição e a abundância dos diferentes elementos.”  Essas informações permitem aos pesquisadores produzirem teorias mais fundamentadas sobre como seria o ambiente em um mundo alienígena — e se esse mundo poderia ou abrigar vida, como na  Terra. 

Porém, não se acredita que nenhum dos dois mundos recém-fotografados abrigue vida, entretanto. Esses planetas,  além de serem gigantes gasosos que seguem  órbitas gélidas e que não possuem nenhuma superfície significativa onde organismos poderiam se desenvolver, são muito mais jovens do que os nossos, assim como sua estrela é muito mais jovem do que o Sol.  “Aquele sistema tem 17 milhões de anos, e o nosso sistema solar tem cerca de 4.5 bilhões de anos”, diz Bohn. Mesmo se estes planetas possuíssem condições de habitabilidade, sua condição de  “recém-nascidos”  não teria oferecido muito tempo para que a biologia se desenvolvesse a partir dos caprichos da química. E embora o tamanho e a juventude dos planetas façam deles candidatos improváveis a hospedar a vida como a conhecemos, essas propriedades são precisamente o  que permitiu sua observação pelos astrônomos,  por conta do poderoso brilho infravermelho que emitem como remanescente da energia de sua formação. Mundos menores e mais velhos, que estão mais próximos de suas estrelas, permanecem fora do alcance dos fotógrafos planetários. Mas, eventualmente, eles podem vir a ser descobertos por instrumentos mais poderosos, acoplados a  telescópios gigantescos. Atualmente, já existem três telescópios extremamente grandes (ELTs) — observatórios situados em solo dotados de espelhos com comprimento da ordem de 30 metros  — que estão chegando a seus estágios finais de desenvolvimento. E os astrônomos estão fazendo uma campanha vigorosa para convencer a NASA, ou outras agências espaciais, a lançarem telescópios que fotografem planetas a partir do espaço nas próximas décadas. 

Ainda assim, “estamos muito longe de conseguir imagens de planetas do tamanho da Terra”, diz Bruce Macintosh, astrofísico da Universidade de Stanford e investigador principal no Gemini Planet Imager outro instrumento que, junto com o SPHERE, representa o “estado da arte” da fotografia de exoplanetas. “Com a tecnologia atual, nós podemos observar um planeta cujo brilho seja  cerca de um milhão de vezes mais fraco do que o da  estrela. Isso é impressionante. Mas mesmo Júpiter,  o maior planeta em nosso sistema solar, possui um brilho um bilhão de vezes mais fraco do que o do Sol”. 

Bohn diz que, independentemente de  se o planeta em questão for um gigante gasoso ou um planeta rochoso mais semelhante à  Terra, conseguir observá-lo é como ver “uma borboleta próximo a um farol, que  esteja a talvez um metro de distância dela. Você quer ver essa pequena borboleta, e  está a 500 quilômetros de distância. É esse tipo de  desafio que estamos enfrentando”. Para enxergar a luz fraca de um planeta, em comparação com a da sua estrela, o SPHERE e a maioria dos outros instrumentos que fotografam  planetas utilizam um aparelho chamado de coronógrafo, que bloqueia quase totalmente a luz de uma estrela e assim  diminuem  o brilho do “farol” para que as “borboletas” próximas possam ser vistas. 

  Além de revelar descortinar detalhes de como são os outro planetas, tais imagens podem revelar outras maravilhas e levantar novos mistérios importantes, que tratem da essência da nossa compreensão teórica sobre como ocorre o surgimento e a evolução dos sistemas planetários. No sistema recém-fotografado, “ambos os planetas se formaram ao redor da mesma estrela e possuem a mesma idade, mas um tem o dobro da massa do outro”, diz Macintosh, que não estava envolvido no estudo. “Comparar  suas propriedades vai nos ajudar a observar como as massas dos planetas afetam sua evolução”. Depois,  imagens posteriores  poderiam revelar mais sobre as órbitas dos planetas,  e até  a presença de planetas ainda não observados.  “Eles estão alinhados da mesma maneira que as órbitas dos planetas em nosso sistema solar? Elas são circulares?”, questiona Macintosh.

Descobrir  as respostas para tais perguntas poderia mostrar se aqueles  planetas se formaram da mesma maneira que os planetas ao redor do Sol ou se foi por outro processo, e nos ajudar a entender se nosso sistema é algo comum ou uma raridade cósmica.

Karen Kwon

Publicado em 27/07/2020