Este mundo recém-descoberto é o exoplaneta com imagem direta mais próximo de todos os tempos

0
81
Ilustração de COCONUTS-2b. Créditos: B. Bays / SOEST / UH.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Os exoplanetas são bichinhos traiçoeiros.

Como eles são muito pequenos, muito escuros e muito distantes, vê-los diretamente é extremamente desafiador e raro. Dessa forma, geralmente inferimos sua presença a partir de seus efeitos nas estrelas hospedeiras – o que significa que quando vemos, em uma ocasião ímpar, um diretamente, é um motivo de entusiasmo.

E entusiasmo é exatamente o que você deveria estar sentindo com a descoberta de um exoplaneta chamado COCONUTS-2b, orbitando uma estrela chamada COCONUTS-2.

O COCONUTS-2b (nomeado em homenagem ao levantamento COol Companions ON Ultrawide orbiTS) não é apenas o exoplaneta com imagem direta mais próximo da Terra até hoje – a uma distância de apenas 35 anos-luz – é uma raridade entre as descobertas de exoplanetas: um gigante gasoso relativamente frio e massivo, orbitando sua estrela a uma grande distância.

“Com um planeta massivo em uma órbita de separação superlarga e com uma estrela central muito fria, COCONUTS-2 representa um sistema planetário muito diferente de nosso próprio Sistema Solar”, disse o astrônomo Zhoujian Zhang, do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí, nos Estados Unidos.

COCONUTS-2b, ponto vermelho no canto superior esquerdo. Créditos: Zhang et al., The Astrophysical Journal Letters, 2021.

Os métodos mais comuns para detectar um exoplaneta dependem de dois efeitos que os exoplanetas podem ter em uma estrela hospedeira. O primeiro é chamado de método de trânsito e depende das mudanças na profundidade da luz de uma estrela. Quando um exoplaneta passa entre nós e sua estrela hospedeira em seu caminho orbital, esse trânsito é detectável como uma leve queda na luz da estrela.

O método da velocidade radial (ou ‘oscilação’) depende de mudanças no comprimento de onda da luz de uma estrela. Conforme o exoplaneta orbita a estrela, ele exerce uma leve influência gravitacional que faz com que a luz da estrela oscile minuciosamente. À medida que ele se move em um pequeno movimento circular, o comprimento de onda de sua luz muda ligeiramente conforme ele se move em nossa direção e para longe de nós.

Ambos os métodos são mais capazes de detectar exoplanetas que são massivos e próximos do planeta – massivos, porque o sinal será maior e mais fácil de discernir, e próximos porque orbitam rapidamente, o que significa que os astrônomos podem obter os múltiplos sinais de que precisam a fim de confirmar que eles são causados ​​por um corpo orbital e não por um objeto de passagem aleatória.

Foi, no entanto, a grande distância de sua estrela hospedeira – cerca de 6.471 unidades astronômicas, que é 6.471 vezes a distância média entre a Terra e o Sol – que tornou o COCONUTS-2b visível em imagens diretas. A essa distância, seu período orbital é de aproximadamente 1,1 milhão de anos (o que pode ser um recorde para um exoplaneta conhecido).

“Detectar e estudar diretamente a luz de planetas gigantes gasosos em torno de outras estrelas é normalmente muito difícil, uma vez que os planetas que encontramos geralmente têm órbitas de pequena separação e, portanto, estão submersos no brilho da luz de sua estrela hospedeira”, disse o astrônomo Michael Liu, da Universidade do Havaí.

O que o tornou visível é que, embora seja frio para um exoplaneta gigante gasoso, ainda é bastante quente, com uma temperatura em torno de 434 Kelvin (161 graus Celsius), apesar de sua distância do calor da estrela.

COCONUTS-2b ainda é bastante jovem, cerca de 800 milhões de anos; sua temperatura quente é o calor residual da formação do exoplaneta, preso dentro do exoplaneta massivo, seis vezes a massa de Júpiter. Esse calor significa que o exoplaneta brilha fracamente em comprimentos de onda infravermelhos – o suficiente para ser discernível em imagens diretas.

Sua enorme distância orbital também trará outros benefícios para pesquisas futuras. Pode ser capaz de nos ajudar a entender melhor como os gigantes gasosos se formam, um processo que ainda não entendemos muito bem – e olhar mais de perto nos ajudará a entender melhor a diversidade dos gigantes gasosos.

“Com sua enorme separação orbital, o COCONUTS-2b será um grande laboratório para estudar a atmosfera e a composição de um jovem planeta gigante gasoso”, disse Liu.

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal Letters.