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jan 27

SuperWASP revela um sistema de anéis gigantes em J1407B – 200 vezes maior que os anéis de Saturno 

http://www.astronomie.nl/media/medialibrary/2015/01/Afb.1.jpg

Impressão artística do sistema de anéis que envolve o recém formado exoplaneta ou anã marrom J1407B. A imagem mostra os anéis eclipsando a jovem estrela J1407. Crédito: Ron Miller

Astrônomos do Observatório de Leiden, na Holanda e da Universidade de Rochester, EUA, descobriram um gigantesco sistema de anéis que ocultou (transitou em frente), eclipsando a estrela J1407, muito jovem e similar ao Sol. Este sistema anelar é muito maior e mais massivo que o sistema de anéis de Saturno. Trata-se do primeiro sistema de anéis desse tipo encontrado fora do nosso Sistema Solar, descoberto em 2012 pela equipe liderada por Eric Mamajek, Universidade de Rochester.

Nova análise dos dados de 2012, liderada por Matthew Kenworthy de Leiden, mostra que o sistema de anéis do objeto J1407B é constituído por mais de 30 anéis, cada um com dezenas de milhões de quilômetros em diâmetro. Além disso, os astrônomos encontraram lacunas nos anéis, o que indica a possibilidade da existência de luas estrasolares (exoluas).

Kenworthy explicou:

Os detalhes que vemos na curva de luz são incríveis. O eclipse durou várias semanas, mas conseguimos ver mudanças rápidas em escalas de tempo na ordem das dezenas de minutos, como resultado de estruturas estreitas nos anéis. A estrela está demasiadamente longe para observarmos os anéis diretamente, mas nós podemos fazer um modelo detalhado com base nas rápidas variações de brilho na luz da estrela que passa pelo sistema de anéis. Se pudéssemos substituir os anéis de Saturno com o sistema de anéis em redor de J1407B, estes seriam facilmente visíveis à noite a olho nu, muitas vezes maior do que a Lua cheia.

O coautor Mamajek, professor de física e astronomia na Universidade de Rochester, afirmou:

Este exoplaneta é maior que Júpiter ou Saturno e o seu sistema de anéis é cerca de 200 vezes maior do que os anéis de Saturno. Podemos imaginá-lo como uma espécie de super-Saturno.

Os astrônomos analisaram dados do projeto SuperWASP, um programa que tem como objetivo detectar gigantes gasosos que se movem em frente de sua estrela mãe. Em 2012, Mamajek e colegas da Universidade de Rochester anunciaram a descoberta da jovem estrela J1407 e de eclipses incomuns por lá. Assim, eles sugeriram que eram provocados por um disco que formava exoluas em torno de um exoplaneta gigante jovem ou talvez de uma anã marrom (anã castanha – em Portugal).

Agora, em um terceiro estudo, também liderado por Kenworthy, os cientistas usaram as técnicas de ótica adaptativa e espectroscopia de Doppler para estimar a massa do objeto com anéis. As conclusões a que chegaram, com base nesse e em estudos anteriores do interessante sistema J1407, é que o companheiro é provavelmente um gigante gasoso, ainda não detectado, com um sistema gigantesco de anéis responsável pela consistente ocultação no brilho da estrela J1407.

A curva de luz indica aos astrônomos que o diâmetro do sistema de anéis mede quase 120 milhões de quilômetros, mais de duzentas vezes o tamanho dos anéis de Saturno. O sistema de anéis provavelmente contém aproximadamente o equivalente a massa da Terra em partículas de poeira e escombros.

Mamajek comentou sobre a quantidade de material nestes discos e anéis:

Se transformássemos em pó as quatro grandes luas de Galileu, gerando poeira e gelo e espalhássemos o material sobre as suas órbitas em um anel em redor de um planeta [como Júpiter], o anel seria tão opaco à luz que um observador distante que observasse o anel a passar em frente do Sol veria um eclipse muito profundo e com a duração de vários dias. No caso de J1407, vemos que os anéis bloqueiam praticamente 95% da luz da estrela durante dias, por isso existe aí muito material para formar exoluas.

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Os anéis em torno de J1704b são tão grandes que se fossem colocados em torno de Saturno, poderíamos vê-los próximo ao nascer ou por-do-Sol à olho nu. Na imagem simulada, os anéis são vistos nos céus de Leiden, por cima do antigo observatório. Veja o tamanho relativo da Lua. Crédito: M. Kenworthy/Leiden

Analisando os dados, os astrônomos descobriram pelo menos uma lacuna limpa na estrutura de anéis, mais claramente definida no novo modelo. Kenworthy. Explicou:

Uma explicação óbvia é que um satélite formou e esculpiu esta divisão. A massa desse candidato a exolua pode situar-se entre a massa da Terra e a massa de Marte. O satélite possivelmente tem um período orbital de aproximadamente dois anos [terrestres] em redor de J1407B.

Os astrônomos esperam que os anéis se tornem cada vez mais finos nos próximos milhões de anos e eventualmente desapareçam à medida que formem satélites a partir do material nos discos.

Mamajek concluiu:

A comunidade de ciência planetária teoriza há décadas que planetas como Júpiter e Saturno teriam tido, em um estágio inicial, discos em torno deles que, em seguida, levaram à formação de satélites. No entanto, até à descoberta deste objeto em 2012, ninguém tinha visto um tal sistema de anéis. Este é o primeiro retrato da formação de satélites a escalas de milhões de quilômetros em torno de um objeto subestelar.

Os astrônomos estimam que o exoplaneta com anéis J1407B tem um período orbital de aproximadamente uma década. A massa de J1407B tem sido difícil de determinar, mas é provável que se situe entre as 10 e 40 massas de Júpiter [1] e assim pode ser um exoplaneta gigante ou uma anã marrom [2].

http://i.imgur.com/1P4qzrZ.jpg

Representação do eclipse da estrela J1704 pelo sistema de anéis do exoplaneta/anã marrom. O percurso da estrela é assinalado pela linha verde. O gráfico mostra a variação da intensidade do brilho estelar durante este evento. Créditos: M. Kenworthy, E. Mamajek

Os investigadores incentivam os astrônomos amadores a acompanhar J1407, o que ajudaria a detectar o próximo eclipse dos anéis e a refinar a estimativa do período e massa do companheiro exoplanetário. As observações de J1407 podem ser relatadas à Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis (AAVSO). Por ora, os astrônomos estão estudando outros levantamentos fotométricos na busca por eclipses provocados por sistemas de anéis ainda não descobertos.

Kenworthy acrescentou que a descoberta de eclipses por outros objetos como o planeta J1407B é:

Durante o futuro próximo, o único método viável que dispomos para observar as condições primitivas da formação de satélites. Os eclipses de J1407 vão nos permitir estudar as propriedades físicas e químicas dos discos circumplanetários que formam satélites.

Os resultados foram publicados na revista The Astrophysical Journal.

Nota

[1] Para saber o limite técnico que define uma anã-marrom leia: O que diferencia um exoplaneta gigante de uma anã marrom? Novas pesquisas desafiam os limites teóricos

[2] Se o objeto rodeado por anéis for de fato uma anã-marrom então o ‘sistema de anéis’ é possivelmente um ‘disco protoplanetário’ de escombros, com características parecidas com este que o ALMA recentemente estudou em HL Tauri: Imagem do ALMA revolucionária revela gênesis exoplanetária em HL Tauri (leia o artigo e observe semelhanças).

Fontes

Observatory of Leiden: Gigantisch ringenstelsel rond exoplaneet J1407b

Astronomy Now: Exoplanet J1407b possesses ring system 200 times larger than Saturn’s

University of Rochester: Gigantic ring system around J1407b much larger, heavier than Saturn’s

Artigo Científico

ArXiv.org: Modeling giant extrasolar ring systems in eclipse and the case of J1407b: sculpting by exomoons?

._._.

1 menção

  1. Descobrindo novos mundos com jogos de luz e sombra » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] atualidade, só foram detectados anéis em torno de um único exoplaneta, chamado J1407b. Lá o sistema de anéis tem 200 vezes o tamanho dos anéis de Saturno. Tendo em conta o modo como […]

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