Astrônomos conseguem a imagem de um exoplaneta em torno de uma estrela semelhante ao Sol

Usando dados em infravermelho do telescópio Subaru, no Havaí, uma equipe internacional de astrônomos conseguiu fotografar um planeta gigante em torno da estrela brilhante GJ 504. Com várias vezes a massa de Júpiter e tamanho semelhante, o novo mundo, chamado de GJ 504B, é o planeta de menor massa já detectado em torno de uma estrela semelhante ao sol, usando uma técnica de imagem direta.

“Se pudéssemos viajar para este planeta gigante, veríamos um mundo que ainda brilha do calor de sua formação com uma cor semelhante a de uma flor de cerejeira, um magenta maçante” disse Michael McElwain, membro da equipe de descoberta da NASA Goddard Space Flight Center em Greenbelt, MD. “Nossa câmera de infravermelho revela que sua cor é muito mais azulada do que os outros planetas já fotografados, o que poderia indicar que sua atmosfera tem poucas nuvens.”

GB 504B orbita uma estrela a cerca de noves vezes a distância que Júpiter orbita o sol, e isso representa um desafio para às ideias teóricas de como os planetas gigantes se formam.

Este composto combina imagens Subaru de GJ 504 usando dois comprimentos de onda do infravermelho próximo (laranja, 1,6 micrômetros, tomada em maio de 2011; azuis, 1,2 micrômetros, Abril de 2012). Uma vez processado para remover espalhados luz das estrelas, as imagens revelam o planeta em órbita, GJ 504B. Créditos da Imagem: NASA Goddard Space Flight Center / NOAJ.
Este composto combina imagens do Subaru de GJ 504 usando dois comprimentos de onda em infravermelho (laranja, 1,6 micrômetros, tirada em Maio de 2011; azuis, 1,2 micrômetros, Abril de 2012). Processado para remover as luzes espalhadas das estrelas, as imagens revelam o planeta em órbita, GJ 504B.
Créditos da Imagem: NASA Goddard Space Flight Center / NOAJ.

De acordo com o quadro amplamente mais aceito, o chamado modelo de núcleo-acreção, os planetas como Júpiter começam a partir dos discos de detritos ricos em gás que rodeiam as estrelas jovens. Um núcleo produzido por colisões entre asteróides e comedas fornecem uma semente, e quando esse núcleo atinge massa suficiente, a sua força gravitacional atrai rapidamente o gás do disco para formar o planeta.

Embora este modelo funcione bem para planetas perto da órbita de Netuno, no qual a distância média é cerca de 30 vezes a da Terra ao sol (30 UA), é mais problemático para os mundos mais distantes de suas estrelas. GJ 504B encontra-se a uma distância projetada de 43,5 UA de sua estrela.

“Este é um dos planetas mais difíceis de explicar num quadro de formação planetária tradicional”, explicou o membro da equipe Markus Jansonm um pós-doutorado na Universidade de Princeton, em Nova Jersey. “Sua descoberta implica que devemos considerar seriamente as teorias de formação alternativas, ou talvez para reavaliar alguns dos pressupostos básicos da teoria de núcleo-acreção.”

A pesquisa é parte das estratégicas explorações de exoplanetas da Subaru, um projeto para a visualização direta dos planetas extrasolares e discos protoplanetários em torno de várias centenas de estrelas próximas usando o telescópio Subaru em Mauna Kea, no Havaí. O projeto começou em 2009 e é liderada por Motohide Tamura no Observatório Astrônomico Nacional do Japão (NAOJ).

Este gráfico localiza a quinta magnitude estrela GJ 504, também conhecido como 59 Virginis, que é visível a olho nu a partir céus suburbanos. Crédito da imagem: NASA Goddard Space Flight Center.
Este gráfico localiza a quinta magnitude da estrela GJ 504, também conhecido como 59 Virginis, que é visível a olho nu a partir céus suburbanos.
Créditos da Imagem: NASA Goddard Space Flight Center.

Enquanto a imagem direta é sem dúvida a técnica mais importante para a observação de planetas em torno de outras estrelas, é também o mais desafiador.

“A imagem fornece informações sobre a luminosidade do planeta, temperatura, atmosfera e órbita, mas pelos planetas serem tão fracos e ao mesmo tempo tão perto de suas estrelas hospedeiras, é como tentar tirar uma foto de um vagalume perto de um holofote”, explicou Masayuki Kuzuhara no Tokyo Institute of Technology, que liderou a equipe de descoberta.

Os pesquisadores acham que GJ 504B é cerca de quatro vezes mais massivo do que Júpiter e tem uma temperatura efetiva de cerca de 460 graus Fahrenheit (237 graus Celsius).

Ele orbita uma estrela do tipo G0, a GJ 504, que é um pouco mais quente do que o sol e é pouco visível a olho nu na constelação de Virgem. A estrela está a 57 anos-luz de distância, e estima-se que os sistemas tem cerca de 160 milhões anos, com base em métodos que ligam a cor da estrela e a idade do período de rotação.

Sistemas estelares jovens são alvos mais atraentes para a técnica de imagens direta de exoplanetas porque os planetas não tiveram tempo suficiente para perder a maior parte do calor de sua formação, o que aumenta seu brilho infravermelho.

“GJ 504 tem um trigésimo da idade do nosso sol”, acrescentou McElwain. “Estudar esses sistema é como ver o nosso próprio sistema planetário em sua juventude.”

Aceito em APJ: Direct Imaging of a Cold Jovian Exoplanet in Orbit around the Sun-like Star GJ 504.

[NASA]

CONTINUAR LENDO