O Very Large Telescope do ESO capturou a primeira imagem de uma estrela jovem semelhante ao Sol acompanhada por dois exoplanetas gigantes. Imagens de sistemas com vários exoplanetas são extremamente raras e, até agora, os astrônomos nunca tinham observado de forma direta mais do que um planeta em órbita de uma estrela do tipo solar. As observações podem ajudar os astrônomos a entender como os planetas se formaram e evoluíram em torno de nosso próprio Sol.

Há cerca de dois meses, o ESO descobriu um sistema planetário se formando, revelado em uma nova e extraordinária imagem obtida pelo VLT. Agora, o mesmo telescópio, usando o mesmo instrumento, capturou a primeira imagem direta de um sistema planetário em torno de uma estrela como o nosso Sol, localizada a cerca de 300 anos-luz de distância e conhecida como TYC 8998-760-1.

“Esta descoberta pode ser comparada a tirar uma fotografia a um ambiente muito semelhante ao nosso Sistema Solar, mas numa fase muito inicial da sua evolução,” disse Alexander Bohn, estudante de doutorado da Universidade de Leiden, na Holanda, que liderou a nova pesquisa publicada hoje na revista The Astrophysical Journal Letters.

“Apesar dos astrônomos terem detectado de forma indireta milhares de planetas na nossa galáxia, apenas uma fração muito pequena destes objetos foi observados de forma direta,” explica o coautor do estudo Matthew Kenworthy, professor associado na Universidade de Leiden, acrescentando que “as observações diretas são importantes para a procura de ambientes que possam sustentar vida.” Imagens diretas de dois ou mais exoplanetas em órbita da mesma estrela são ainda mais raras; apenas dois destes sistemas foram observados de forma direta até agora, ambos em torno de estrelas marcadamente diferentes do nosso Sol. A nova imagem obtida com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO é a primeira imagem direta de mais de um exoplaneta em órbita de uma estrela do tipo solar. O VLT foi também o primeiro telescópio a observar diretamente um exoplaneta, quando capturou em 2004 um pontinho de luz em torno de uma anã marrom, um tipo de estrela “falhada”.

“A nossa equipe capturou a primeira imagem de dois companheiros gigantes gasosos que orbitam uma estrela jovem parecida com o Sol,” disse Maddalena Reggiani, pesquisadora de pós-doutorado na KU Leuven, Bélgica, que também participou do estudo. Os dois planetas podem ser vistos na nova imagem como dois pontos brilhantes de luz distantes da estrela-mãe, localizada no canto superior esquerdo da imagem (veja a imagem completa). Ao capturar imagens diferentes em momentos diferentes, a equipe conseguiu distinguir esses planetas das estrelas de fundo.

Os dois gigantes gasosos orbitam a sua estrela hospedeira a distâncias de 160 e cerca de 320 vezes a distância entre a Terra e o Sol, o que coloca estes planetas muito mais distantes da sua estrela do que Júpiter e Saturno, também eles gigantes gasosos, se encontram do Sol (situados a apenas 5 e 10 vezes a distância Terra-Sol, respetivamente). A equipe descobriu também que os dois exoplanetas são muito mais massivos do que os do nosso Sistema Solar; o planeta interior apresenta uma massa 14 vezes maior do que a massa de Júpiter e o planeta exterior, uma massa 6 vezes maior.

A equipe de Bohn obteve imagens deste sistema enquanto procurava planetas gigantes jovens em torno de estrelas semelhantes ao nosso Sol, mas mais jovens. A estrela TYC 8998-760-1 tem apenas 17 milhões de anos e está localizada na constelação da Mosca, no Hemisfério Celeste Sul. Bohn descreve esta estrela como sendo “uma versão muito jovem do nosso próprio Sol.”

A obtenção destas imagens foi possível graças ao elevado desempenho do instrumento SPHERE montado no VLT do ESO no deserto chileno do Atacama. O SPHERE bloqueia a luz brilhante da estrela com um aparelho chamado coronógrafo, o que faz com que consigamos observar os planetas que a orbitam, apesar destes serem muito mais tênues. Enquanto os planetas mais velhos, tais como os que existem no nosso Sistema Solar, são demasiados frios para poderem ser descobertos através desta técnica, os planetas mais jovens são mais quentes e por isso brilham mais intensamente na radiação infravermelha. Ao obter várias imagens ao longo de todo o ano passado, e também fazendo uso de dados mais antigos (até 2017), a equipe de pesquisa confirmou que os dois planetas fazem parte deste sistema estelar.

Mais observações do sistema, incluindo observações que serão realizadas com o futuro Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, permitirão aos astrônomos testar se estes planetas se formaram nas suas posições atuais, longe da estrela, ou se migraram de outros lugares. O ELT ajudará também a investigar a interação entre dois planetas jovens no mesmo sistema. Bohn conclui: “A possibilidade de que futuros instrumentos, tais como os que estarão disponíveis no ELT, sejam capazes de detectar planetas com massas ainda menores em torno desta estrela, assinala um marco importante no estudo e compreensão de sistemas planetários múltiplos, com implicações potenciais na história do nosso próprio Sistema Solar.”

Publicação ESO: 22 de Julho de 2020

Fonte: https://www.eso.org/public/brazil/news/eso2011/

Elaboração: Max Bilck

Materiais complementares:

Esta imagem, obtida com o instrumento SPHERE montado no Very Large Telescope do ESO, mostra a estrela TYC 8998-760-1 acompanhada por dois exoplanetas gigantes, TYC 8998-760-1b e TYC 8998-760-1c. Esta é a primeira vez que os astrônomos observaram de forma direta mais do que um planeta em órbita de uma estrela semelhante ao Sol.

Os dois planetas podem ser vistos como dois pontos brilhantes no centro (TYC 8998-760-1b) e embaixo à direita (TYC 8998-760-1c), assinalados por setas. Outros pontos brilhantes, que são estrelas de fundo, também são visíveis na imagem. Ao obter diferentes imagens em momentos diferentes, a equipe conseguiu distinguir os planetas das estrelas de fundo.

A imagem foi capturada ao se bloquear a radiação emitida pela estrela jovem (no canto superior esquerdo) com um coronógrafo, permitindo assim detectar os planetas muito mais tênues que a orbitam. Os anéis brilhantes e escuros que vemos na imagem da estrela são artefatos ópticos, não sendo, por isso, reais.

Crédito: ESO/Bohn et al.

Localização do sistema TYC 8998-760-1 na constelação da Mosca

Este mapa mostra a localização do sistema TYC 8998-760-1 na constelação da Mosca, onde estão assinaladas a maioria das estrelas visíveis a olho nu sob boas condições de observação. O sistema propriamente dito encontra-se marcado com um círculo vermelho.

Crédito: ESO

Órbita dos dois exoplanetas em torno de TYC 8998-760-1 (animação)

O instrumento SPHERE montado no Very Large Telescope do ESO capturou a primeira imagem de uma estrela jovem, semelhante ao Sol, acompanhada por dois exoplanetas gigantes, localizada a cerca de 300 anos-luz de distância da Terra. Esta animação mostra as órbitas dos dois exoplanetas, comparando-as com o tamanho da órbita de Plutão.

Crédito: ESO/L.Calçada/spaceengine.org

Viajando até TYC 8998-760-1

O instrumento SPHERE montado no Very Large Telescope do ESO capturou a primeira imagem de uma estrela jovem, semelhante ao Sol, acompanhada por dois exoplanetas gigantes, localizada a cerca de 300 anos-luz de distância da Terra. Este vídeo nos leva em uma viagem até este sistema.

Crédito: ESO/L.Calçada/spaceengine.org