Grande avanço na astronomia: primeiras fotos de um exoplaneta capturadas pelo telescópio espacial Hubble

O telescópio espacial Hubble capturou a imagem inédita em luz-visível de um exoplaneta orbitando sua estrela. Esse objeto com massa quase 3 vezes a massa de Júpiter está atrelado gravitacionalmente a estrela Fomalhaut que fica a cerca de 25 anos-luz da Terra, na constelação de Piscis Australis. Assim essa descoberta anunciada pela NASA em 13 de novembro representa um marco na história da astronomia pois pela primeira vez a imagem de um exoplaneta foi observada dentro do espectro da luz-visível.

Chamado de Fomalhaut b, o exoplaneta orbita a 17,2 bilhões km (115 UA) de distância da estrela Fomalhaut e 2,9 bilhões de km (19,4 UA) dentro da borda interna do cinturão de asteróides da estrela, que a NASA apontou como “similar ao Cinturão de Kuiper“.

Concepção artística do exoplaneta Fomalhaut b

Concepção artística do exoplaneta Fomalhaut b

Nos anos 80 o Infrared Astronomy Satellite, IRAS, da NASA já tinha detectado uma massa de poeira ao redor de Fomalhaut. Essa descoberta indicou aos cientistas que essa estrela seria um lugar interessante para a busca de exoplanetas.

Em 2004, o telescópio espacial Hubble descobriu um disco de matéria que lembra um dougnut dentro do cinturão de poeira. Segundo o astrônomo Paul Kalas esse disco provavelmente está “sendo gravitacionalmente modificado por um planeta entre a estrela e a borda interior do anel”.

A imagem de 2004 capturada pelo Hubble continha alguns pontos luminosos – talvez planetas – os cientistas sugeriram. Imagens seguintes de 2006 mostraram que “um dos objetos está se movendo através do espaço junto com Fomalhaut mas modificou sua posição em relação ao anel desde a foto de 2004”:

Fomalhaut b foi capturado pela câmera do telescópio Hubble - crédito NASA, ESA, P. Kalas (clique na imagem para ter acesso a versão de alta resolução em nossa galeria de imagens)

Fomalhaut b foi capturado pela câmera do telescópio Hubble – crédito NASA, ESA, P. Kalas (clique na imagem para ter acesso a versão de alta resolução em nossa galeria de imagens)

O astrônomo Paul Kalas da equipe do Hubble, Universidade da Califórnia em Berkeley, explicou-nos: “Nossas observações foram incrivelmente exigentes. Fomalhaut b tem um brilho um bilhão de vezes mais tênue que o da sua estrela. Nós iniciamos esse programa de pesquisa em 2001 e nossa persistência finalmente se pagou.”

Mark Clampin, membro do time do Goddard Space Flight Center da NASA afirmou: “Fomalhaut é o presente que esperávamos receber. Depois da inesperada descoberta de seu anel de poeira, nós encontramos um exoplaneta em uma posição sugerida a partir da análise do formato de seu anel. A lição a dar aos caçadores de exoplanetas é ‘siga a poeira'”.

A NASA noticiou que Fomalhaut b é mais brilhante que o esperado para um “planeta com massa estimada em até 3 vezes a massa de Júpiter” – possivelmente causado por um “sistema de anéis de gelo e poeira similar ao dos anéis de Saturno refletindo a luz da estrela”. A NASA acrescenta na notícia: “A separação entre as duas fotos corresponde a uma órbita com um período de 872 anos calculada segundo as leis de Kepler do movimento planetário”.

O limite superior de massa de Fomalhaut b é comprovado pela aparência do anel de poeira de Fomalhaut. Se o exoplanet fosse mais massivo ele provocaria uma distoção no anel e esse efeito seria observável na estrutura do anel. Paul Kalas afirmou que “Quatro meses de análise foram necessários para que a equipe de cientistas desenvolvesse um modelo teórico de Fomalhaut b determinando que o mesmo não poderia ter sua massa superior a três vezes a massa de Júpiter. Qualquer valor acima disso geraria uma gravidade que destruiria o vasto cinturão de poeira existente que circula a estrela”.

Considerando que Fomalhaut é um sistema jovem, com idade estimada em 200 milhões de anos supõe-se que Fomalhaut b deveria emitir luz na faixa infravermelha do espectro. Por outro lado é notório que as observações por telescópios terrestres de infravermelho não detectaram nenhum objeto nessa posição. Essa evidência fixa um limite superior para a sua massa uma vez que quanto mais massivo o planeta, mais brilhante e quente ele se apresenta.

Fomalhaut b move-se cruzando o céu na velocidade de 0,425 segundos-de-arco por ano que é a aparência do diâmetro de uma moeda de 1 real vista a 12 km de distância. Fomalhaut b pode ter se formado na posição atual em um disco primordial de poeira e ter realizado a limpeza de sua órbita. Há outra possibilidade de Fomalhaut b ter migrado para fora de sua posição inicial como em um jogo de bilhar gravitacional onde esse exoplaneta trocou quantidade de movimento com corpos planetários menores. Essa teoria é similar a hipótese que sustenta que os planetas Urano e Netuno migraram para as suas órbitas atuais depois de terem se formado perto do Sol e interagido gravitacionalmente com outros objetos menores.

A NASA prossegue: “As observações futuras irão tentar verificar o planeta sob o espectro infravermelho procurando por evidência de nuvens de vapor d’-água na atmosfera. Tal permitiria termos pistas sobre a evolução de um planeta com 100 milhões de anos de idade. Medidas astrométricas da órbita desse planeta irão fornecer a precisão para o cálculo mais acurado de sua massa”.

Fomalhaut é muito mais quente que o Sol e cerca de 16 vezes mais brilhante. Isso significa que um sistema planetário em maior escala lá poderá ser encontrado. Por exemplo: a linha de gelo do sistema Solar (a distância ao Sol onde o gelo e outros elementos químicos voláteis não se evaporam) está em cerca de 800 milhões de quilômetros do Sol. Já no sistema Fomalhaut, mais quente, a linha de gelo está situada a 3 bilhões de quilômetros da estrela.

Fomalhaut está queimando hidrogênio via nucleossíntese a uma taxa muito superior a do Sol. Assim o hidrogênio do núcleo em Fomalhaut se esgotará em um décimo do tempo do Sol, cerca de 1 bilhão de anos. Isso acarreta que a janela de tempo para a existência de vida avançada em Fomalhaut é praticamente inexistente, ou seja, a probabilidade de Fomalhaut vir no futuro ter a capacidade de abrigar vida evoluída em algum de seus mundos (exoplanetas ou luas gigantes) tende a zero.

O novo telescópio espacial James Webb (JWST) da NASA/ESA/CSA, programado para ser lançado pela ESA em 2013, será capaz de executar observações gráficas da corona de Fomalhaut nas faixas do espectro infravermelho. O JWST será capaz de procurar por outros planetas nesse sistema e sondar a região interior do anel de poeira buscando encontrar estruturas similares ao cinturão de asteróides presente no sistema Solar, entre Marte e Júpiter.

Fontes e referências:

Público.PT: Investigadores fotografam planetas fora do sistema solar

NASA – APOD: Formalhaut b

NASA: Hubble Directly Observes a Planet Orbiting Another Star

The Register: Hubble snaps planet orbiting distant star, first visible-light image of gravitationally-bound world

Hubble News: Hubble Directly Observes Planet Orbiting Fomalhaut

ESA: Hubble directly observes planet orbiting Fomalhaut [heic0821]

Universe Today: Hubble Takes First Visible Light Image of Extrasolar Planet

Enciclopédia de Exoplanetas: Planetas detectados por observação direta

Nova técnica permite a descoberta de exoplanetas em imagens antigas do acervo do telescópio Hubble

3 menções

  1. […] dos últimos anos de observações diretas de exoplanetas, particularmente o massivo planeta que orbita a estrela Fomalhaut, que está formatando um esparso disco de pó. Fora isso eu não tenho mais notícias a informar, […]

  2. […] o Hubble forneceu imagens diretas fantásticas de exoplanetas orbitando estrelas distantes. Essas imagens consistiram, de fato, em um avanço significativo nas […]

  3. […] começando a parecer que os astrônomos estão se tornando cansados de observar diretamente os exoplanetas, já estivemos aqui, já fizemos isso… Assim eles estão agora se aprofundando mais visando […]

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