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abr 23

ESO: astrônomos descobrem exoplanetas no aglomerado aberto Messier 67 orbitando uma estrela gêmea do Sol

http://www.eso.org/public/images/eso1402a/

Esta impressão artística mostra um dos três exoplanetas recentemente descobertos no aglomerado estelar Messier 67. Neste aglomerado as estrelas têm todas cerca da mesma idade e composição química similar a do Sol, o que faz deste local um laboratório perfeito para estudar quantos exoplanetas se formam num ambiente tão populado. São conhecidos muito poucos exoplanetas em aglomerados e este possui a particularidade adicional de estar orbitando uma gêmea do Sol, uma estrela que é, em todos os aspectos, praticamente idêntica ao Sol. Crédito: ESO/L. Calçada

Astrônomos utilizaram o detector de exoplanetas HARPS do ESO, no Chile, assim como outros telescópios, para descobrir três exoplanetas em torno de estrelas pertencentes ao aglomerado estelar aberto Messier 67. Embora atualmente mais de mil exoplanetas fora do Sistema Solar sejam conhecidos, apenas uns poucos foram descobertos em aglomerados estelares. Curiosamente, um destes novos exoplanetas orbita uma estrela rara. Trata-se de uma gêmea solar, uma estrela que é, em todos os aspectos, praticamente idêntica ao Sol.

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Sabemos hoje que os exoplanetas que orbitam estrelas fora do Sistema Solar são muito comuns. Têm-se detectado exoplanetas em torno de estrelas de várias idades e composições químicas, espalhados por todo o céu. No entanto, e até agora, têm-se encontrado muito poucos exoplanetas no interior de aglomerados estelares [1], o que é relativamente estranho já que a maioria das estrelas nasce precisamente nestes aglomerados. Os astrônomos têm-se perguntado se este fato não significará que existe algo diferente na formação planetária em aglomerados estelares que explique esta estranha escassez.

Anna Brucalassi (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Alemanha), autora principal deste novo estudo, e a sua equipe quiseram investigar este assunto. Anna disse:

No aglomerado estelar Messier 67 as estrelas têm todas a mesma idade e composição do Sol, o que torna este local um laboratório perfeito para estudar quantos exoplanetas se formam num ambiente tão populoso e investigar se eles se formam essencialmente em torno de estrelas de maior ou de menor massa.

A equipe utilizou o instrumento HARPS, o detector de exoplanetas montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, no Observatório de La Silla. Os resultado foram complementados com observações efetuadas por outros observatórios do mundo [2]. A equipe monitorou cuidadosamente 88 estrelas selecionadas no aglomerado Messier 67 [3], por um período de seis anos, procurando os pequeníssimos movimentos das estrelas, que se aproximam ou afastam da Terra, e que revelam a presença de exoplanetas na sua órbita.

http://www.eso.org/public/images/eso1402c/

Esta imagem de grande angular do céu em torno do aglomerado estelar aberto Messier 67 foi criada a partir de dados do Digitized Sky Survey 2. O aglomerado aparece como um grupo de muitas estrelas no centro da imagem. O Messier 67 contém estrelas que têm todas cerca da mesma idade e composição química do Sol. Créditos: ESO/Digitized Sky Survey 2/Davide De Martin

Este aglomerado aberto reside a cerca de 2.500 anos-luz de distância na constelação do Caranguejo e contém aproximadamente 500 estrelas. Muitas das estrelas do aglomerado são mais tênues do que as que são normalmente alvo de buscas de exoplanetas, por isto, tentar detectar o sinal muito fraco dos possíveis exoplanetas levou o dispositivo HARPS aos seus limites.

Foram descobertos três exoplanetas, dois em órbita de estrelas semelhantes ao Sol e um em órbita de uma estrela gigante vermelha, mais evoluída e de maior massa. Os primeiros dois exoplanetas têm ambos um terço da massa de Júpiter e orbitam as suas estrelas hospedeiras em sete e cinco dias, respectivamente. O terceiro exoplaneta demora 122 dias a completar a sua órbita e possui mais massa que Júpiter [4].

O primeiro destes exoplanetas mostrou estar em órbita de uma estrela extraordinária, uma estrela gêmea solar, praticamente idêntica ao Sol (eso1337[5]. Esta é a primeira gêmea solar situada em um aglomerado onde se encontrou um exoplaneta em sua órbita.

Dois dos três exoplanetas são do tipo “Júpiter quente” – exoplanetas comparáveis a Júpiter em termos de tamanho, mas muito mais próximos das suas estrelas progenitoras e consequentemente muito mais quentes. Os três exoplanetas situam-se bem perto das suas estrelas, fora da sua zona habitável (a região orbital onde pode existir água no estado líquido).

Luca Pasquini (ESO, Garching, Alemanha), co-autor do novo artigo científico que descreve este trabalho, acrescentou:

Estes novos resultados mostram que os exoplanetas nos aglomerados estelares abertos são tão comuns como em torno de estrelas isoladas – no entanto, não são fáceis de detectar. [6] Os novos resultados contrastam com trabalho anterior que não conseguiu detectar exoplanetas em aglomerados, mas corrobora com algumas observações mais recentes. Vamos continuar observando este aglomerado para descobrir como é que as estrelas, com e sem exoplanetas, diferem em massa e composição química.

Notas

[1] Os aglomerados estelares podem ser de dois tipos. Os aglomerados abertos são grupos de estrelas que se formaram ao mesmo tempo a partir de uma única nuvem de gás e poeira num passado recente. Encontram-se essencialmente nos braços espirais de galáxias como a Via Láctea. Por outro lado, os aglomerados globulares são coleções muito maiores e esféricas de estrelas muito mais antigas que orbitam o centro de uma galáxia. Apesar de buscas cuidadosas, não foram encontrados exoplanetas em aglomerados globulares e encontraram-se menos de seis em aglomerados abertos. Descobriram-se também, nos últimos dois anos, exoplanetas nos aglomerados NGC 6811 e Messier 44 e mais recentemente detectou-se um no brilhante aglomerado próximo das Híades.

[2] Este trabalho também utilizou observações do instrumento SOPHIE, instalado no Observatoire de Haute-Provence, em França, do Telescópio suíço de 1,2 metros Leonhard Euler, situado no Observatório de La Silla do ESO, no Chile e do Telescópio Hobby Eberly, Texas, EUA.

[3] A maior parte dos aglomerados abertos dissipam-se após algumas dezenas de milhões de anos. No entanto, os aglomerados que se formam com uma maior densidade de estrelas podem manter-se coesos muito mais tempo. O Messier 67 é um exemplo de um tal aglomerado mais velho com uma vida mais longa, sendo um dos mais bem estudados deste tipo, situados próximo da Terra.

[4] As massas estimadas dos exoplanetas observados pelo método das velocidades radiais correspondem a limites inferiores: se a órbita do exoplaneta for muito inclinada, a sua massa pode ser maior e criar o mesmo efeito observado.

[5] As gêmeas solares, as estrelas análogas ao Sol  e as estrelas do tipo solar são categorias de estrelas classificadas de acordo com a sua semelhança ao Sol. As gêmeas solares são as mais parecidas ao Sol, uma vez que apresentam massas, temperaturas e abundâncias químicas muito similares. As gêmeas solares são muito raras, mas as outras classes, onde as semelhanças são menos precisas, são muito mais comuns.

[6] Esta taxa de detecção de 3 exoplanetas numa amostra de 88 estrelas no Messier 67 encontra-se próximo da frequência média de exoplanetas detectados em torno de estrelas que não são membros de aglomerados.

Fonte

ESO: First Planet Found Around Solar Twin in Star Cluster – Six-year search with HARPS finds three new planets in Messier 67

Artigo Científico

Three planetary companions around M67 stars

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