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abr 22

HARPS revela o primeiro espectro de exoplaneta obtido na luz visível

http://www.eso.org/public/images/eso1517a/

Esta concepção artística mostra o exoplaneta do tipo Júpiter quente 51 Pegasi b, também chamado de Beleforonte, que orbita uma estrela que se encontra a cerca de 50 anos-luz de distância da Terra na constelação setentrional do Pégaso. Este objeto foi o primeiro exoplaneta a ser descoberto em torno de uma estrela da sequencia principal, em 1995. Vinte anos mais tarde este é também o primeiro exoplaneta a ser detectado diretamente no visível. Créditos: ESO / M. Kornmesser / Nick Risinger (skysurvey.org)

Com o auxílio do instrumento HARPS, o principal “caçador” de exoplanetas instalado no Observatório de La Silla no Chile, astrônomos detectaram pela primeira vez de forma direta o espectro visível refletido por um exoplaneta. Estas observações revelaram também novas propriedades deste objeto famoso, o primeiro exoplaneta a ser descoberto em torno de uma estrela normal: 51 Pegasi b. O resultado promete um futuro brilhante para a técnica utilizada, particularmente com o advento da nova geração de instrumentos, tais como o ESPRESSO, para o VLT, e futuros telescópios como o E-ELT.

O exoplaneta 51 Pegasi b [1] situa-se a cerca de 50 anos-luz da Terra na constelação do Pegasus. Foi descoberto em 1995 e será lembrado para sempre como o primeiro exoplaneta confirmado descoberto em órbita de uma estrela normal, como o Sol [2]. É também considerado o arquétipo dos exoplanetas do tipo Júpiter quente, uma classe de planetas que se sabe agora serem bastante comuns, semelhantes a Júpiter em termos de massa e de tamanho, mas com órbitas muito mais próximas das suas estrelas progenitoras.

Desde esta descoberta crucial, já foi confirmada a existência de mais de 1.900 exoplanetas em 1.200 sistemas exoplanetários, no entanto, no ano em que a sua descoberta celebra 20 anos, 51 Pegasi b volta à cena para fazer avançar uma vez mais o estudo dos exoplanetas.

http://www.eso.org/public/images/eso1517c/

Esta imagem mostra o céu em torno da estrela 51 Pegasi na constelação setentrional do Pégaso. Em 1995 descobriu-se em torno desta estrela o primeiro exoplaneta. Vinte anos depois este objeto foi o primeiro a ser detectado diretamente no visível. Esta imagem foi criada a partir de material fotográfico do Digitized Sky Survey 2. Créditos: ESO / Digitized Sky Survey 2

A equipe que fez esta nova detecção foi liderada por Jorge Martins do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e da Universidade do Porto, que atualmente faz o seu doutoramento no ESO, no Chile. A equipe utilizou o instrumento HARPS montado no telescópio de 3,6 metros do ESO no Observatório de La Silla, no Chile.

Atualmente, o método mais utilizado para estudar a atmosfera de um exoplaneta consiste em observar o espectro da estrela hospedeira quando este é filtrado pela atmosfera do planeta durante um trânsito – uma técnica chamada espectroscopia de transmissão. Uma aproximação alternativa será observar o sistema quando a estrela passa em frente do planeta, o que dará essencialmente informação sobre a temperatura do exoplaneta.

A nova técnica não depende de um trânsito planetário, por isso pode potencialmente ser usada para estudar muito mais exoplanetas, e permite que o espectro planetário seja detectado diretamente no visível, o que significa que características diferentes do planeta, que não são acessíveis através de outras técnicas, possam ser inferidas.

O espectro da estrela hospedeira é usado como modelo para procurar uma assinatura semelhante, que se espera que seja refletida pelo planeta que a orbita. Trata-se de uma tarefa extremamente difícil já que os planetas são muito tênues quando comparados com as suas estrelas progenitoras resplandecentes.

O sinal emitido pelo planeta é também muito facilmente diluído por outros pequenos efeitos e fontes de ruído [3]. Diante de tamanha adversidade, o sucesso da técnica utilizada quando aplicada aos dados do HARPS relativos ao 51 Pegasi b, valida o conceito de forma muito valiosa.

Jorge Martins explicou:

Este tipo de técnica de detecção tem uma grande importância científica, já que nos permite medir a massa real do planeta e a sua inclinação orbital, o que é essencial para compreendermos completamente o sistema. Permite-nos também estimar a refletividade do planeta, ou albedo, o que pode ser depois usado para inferir a composição tanto da superfície do planeta como da sua atmosfera.

Descobriu-se que 51 Pegasi b tem uma massa de cerca de metade da de Júpiter e uma órbita com uma inclinação de cerca de nove graus na direção da Terra [4]. O planeta parece também ser maior que Júpiter em termos de diâmetro e extremamente refletivo. Estas são propriedades típicas de um planeta do tipo Júpiter quente, que se encontra muito próximo da sua estrela progenitora e por isso exposto a intensa radiação estelar.

HARPS foi essencial para o trabalho efetuado pela equipe, mas o fato do resultado ter sido obtido com o telescópio de 3,6 metros do ESO, que tem um limite de aplicação da técnica, constitui uma boa notícia para os astrônomos. O equipamento que existe atualmente será ultrapassado por instrumentos muito mais avançados instalados em telescópios maiores, tais como o Very Large Telescope do ESO e o futuro European Extremely Large Telescope [5].

Nuno Santos, membro do IA e Universidade do Porto, coautor do artigo científico que descreve estes resultados, concluiu:

Esperamos com impaciência a primeira luz do espectrógrafo ESPRESSO que será montado no VLT, com o qual faremos estudos mais detalhados sobre este e outros sistemas planetários.

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Evidence for a spectroscopic direct detection of reflected light from 51 Peg b”, assinado por J. Martins et al., publicado em 22 de abril de 2015 na revista especializada Astronomy & Astrophysics.

Notas

[1] Tanto o exoplaneta 51 Pegasi b como a sua estrela hospedeira 51 Pegasi encontram-se entre os objetos que aguardam um nome escolhido pelo público no âmbito do concurso da UAI NameExoWorlds.

[2] Tinham sido detectados anteriormente dois objetos planetários a orbitar o meio extremo que circunda um pulsar.

[3] O desafio é semelhante a tentar estudar o fraco brilho refletido por um inseto minúsculo que voa em volta de uma luz muito distante e brilhante.

[4] Isto significa que a órbita do planeta está orientada quase de perfil quando observada a partir da Terra, embora não esteja suficientemente perto para termos trânsitos.

[5] O ESPRESSO que será montado no VLT e posteriormente instrumentos ainda mais poderosos montados em telescópios muito maiores como o E-ELT, permitirão um aumento significativo na precisão e no poder coletor, ajudando a detectar planetas mais pequenos, ao mesmo tempo que teremos um aumento no detalhe com que poderemos observar planetas semelhantes a 51 Pegasi b.

http://www.eso.org/public/images/eso1517b/

Este mapa mostra a enorme constelação setentrional do Pégaso. A estrela tênue e discreta 51 Pegasi, assinalada com um círculo vermelho e que pode ser observada vagamente a olho nu, tem em sua órbita o planeta 51 Pegasi b, o primeiro a ser descoberto em torno de uma estrela normal. Créditos: ESO, IAU and Sky & Telescope

Fonte

ESO: eso1517 — First Exoplanet Visible Light Spectrum — New technique paints promising picture for future

Artigo Científico

Evidence for a spectroscopic direct detection of reflected light from 51 Peg b

eso1517a-Evidence-for-a-spectroscopic-direct-detection-of-reflected-light-from-51-Peg-b

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