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nov 25

Cientistas da Universidade do Arizona capturam imagem direta de um exoplaneta em formação

http://uanews.org/story/researchers-capture-first-photo-of-planet-in-the-making

Composição que mostra LkCa 15 b, graças aos dados do Telescópio Magalhães, em azul, e aos dados do LBT, em verde e vermelho. Crédito: Steph Sallum

450 anos-luz separam a Terra de LkCa 15, uma estrela jovem que tem um disco protoplanetário ao seu redor, o local onde os exoplanetas nascem.

Apesar da considerável distância entre a Terra e a estrela que abriga esse disco, os pesquisadores da Universidade do Arizona, EUA, capturaram a primeira foto de um exoplaneta inegavelmente em formação, um exoplaneta que reside na lacuna no disco da estrela LkCa 15.

Há cerca de 2.000 exoplanetas conhecidos e apenas cerca de 10 exoplanetas foram diretamente fotografados, muito tempo depois de se terem formado, ou seja, não quando estavam ainda em formação.

Stephanie Sallum, estudante da Universidade do Arizona que, juntamente com Kate Follette, atualmente executando um trabalho de pós-doutoramento na Universidade de Stanford, afirmou:

Esta é a primeira vez que obtivemos uma imagem direta de um exoplaneta sobre o qual podemos dizer que está ainda em formação.

Kate Follette comentou:

Ninguém havia detectado de forma inequívoca um exoplaneta em formação com este nível de sucesso. Sempre foram atribuídas explicações alternativas, mas, neste caso, temos uma imagem direta e é difícil contestar isso.

Os resultados das pesquisas foram publicados em 19 novembro de 2015 na Nature.

Há alguns meses, Sallum e Follette estavam trabalhando de forma independente, cada uma no seu próprio projeto de doutoramento. Mas, por acaso, tinham as suas atenções viradas para a mesma estrela. Ambas estavam observando LkCa 15, que está envolvida por um tipo especial de disco protoplanetário que contém uma divisão interna ou lacuna.

Os discos protoplanetários se formam em volta de estrelas recém-nascidas usando detritos que sobram da formação estelar. Suspeitamos que, em seguida, os exoplanetas formam-se dentro do disco, varrendo a poeira e os detritos à medida que o material cai sobre eles, em vez de ficar no disco ou cair sobre a estrela. Assim, é criada uma lacuna na qual os exoplanetas residem.

As novas observações das pesquisadoras suportam esta ideia.

Kate Follette explicou:

O motivo pelo qual escolhemos o sistema LkCa 15 é porque é se trata de uma estrela muito jovem que ainda tem material remanescente do processo de formação estelar. É como um grande donut (tem o formato de um toróide). Este sistema é especial porque é dos poucos discos que tem uma lacuna do tamanho do Sistema Solar. E uma das maneiras de criar essa lacuna é abrigar por lá exoplanetas em formação.

Sallum diz que os cientistas estão só agora começando a serem capazes de fotografar objetos de perto e muito mais tênues que a estrela hospedeira. Estes instrumentos incluem o LBT (Large Binocular Telescope), localizado no Arizona, EUA, e o Telescópio Magalhães (Magellan Telescope) com seu sistema de ótica adaptativa (MagAO), localizado no Chile.

A captura de imagens nítidas de objetos distantes é muito difícil graças, em grande parte, à turbulência atmosférica, resultante da mistura entre ar quente e frio.

Laird Close, professor de astronomia na Universidade do Arizona, mentor de Follette, comentou:

Quando olhamos através da atmosfera da Terra, o que estamos observando é uma mistura turbulenta de ar quente e frio, que faz com que a luz das estrelas cintile. Para um telescópio grande, é uma coisa bastante dramática. Vemos uma imagem horrível, mas é o mesmo fenômeno que faz com que as luzes da cidade e a luz das estrelas cintilem.

Josh Eisner, também da mesma universidade, disse que os telescópios grandes “sofrem sempre deste tipo de problema.” Mas ao usar o sistema de óticas adaptativas do LBT e uma nova técnica de imagem, ele e Sallum conseguiram obter as imagens infravermelhas mais nítidas, até agora, do sistema LkCa 15.

Entretanto, Close e Follette usaram o sistema de ótica adaptativa do Telescópio de Magalhães para, independentemente, corroborarem as descobertas planetárias de Sallum e Eisner. Isto é, usando a capacidade única do Magalhães de trabalhar em comprimentos de onda visíveis, capturaram a impressão digital do “hidrogênio alfa” do exoplaneta, o comprimento de onda específico que LkCa 15 e os seus exoplanetas emitem à medida que crescem. Na verdade, quase todas as estrelas jovens são identificadas pela sua luz de hidrogênio alfa, comentou Close, pesquisador principal do sistema de óticas adaptativas do Magalhães.

Quando os objetos cósmicos se formam, eles se tornam extremamente quentes. Como se formam a partir de hidrogênio, esses objetos brilham todos com um tom vermelho escuro, que os astrônomos referem como H-alpha, um comprimento de onda em particular.

Laird Close explicou:

É justamente como um sinal de neônio, similar ao modo como o neônio brilha quando fica energizado.

Follette acrescentou:

Esse único tom escuro de luz vermelha é emitido tanto pelo exoplaneta quanto pela estrela à medida que passam pelo mesmo processo de crescimento. Nós fomos capazes de separar a luz do tênue exoplaneta da luz da estrela muito mais brilhante e ver que ambos estavam crescendo e brilhando neste tom muito distinto de vermelho.

Uma cor tão distinta, afirmou Close, consiste em uma prova da formação de um exoplaneta, algo nunca antes visto.

O professor Peter Tuthill da Universidade de Sydney, um dos coautores do estudo, concluiu:

Resultados como este só se tornaram possíveis com a aplicação de tecnologias novas e muito avançadas e é mesmo bom vê-las proporcionando estes resultados tão impressionantes.

Fonte

University of Arizona: Researchers Capture First Photo of Planet in the Making – UA scientists developed instruments and techniques that made imaging possible of a planet residing in a gap in LkCa15’s disk.

Artigo Científico

Nature: Accreting protoplanets in the LkCa 15 transition disk

._._.

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