ESO: HD 95086 b – o mais tênue exoplaneta capturado por imagem direta?

Esta imagem do Very Large Telescope do ESO (VLT) mostra o recém-descoberto exoplaneta HD95086 b, ao lado de sua estrela-mãe. As observações foram feitas usando o NACO, o instrumento de óptica adaptativa para o VLT em infravermelho, usando uma técnica chamada de imagem diferencial, o que melhora o contraste entre o planeta e sua estrela deslumbrante. A própria estrela foi removida desta imagem durante o processamento para melhorar a visualização da fraca luz do exoplaneta. O exoplaneta aparece no canto inferior esquerdo. O círculo azul é do tamanho da órbita de Netuno do nosso Sistema Solar.
A estrela HD 95086 tem propriedades semelhantes as estrelas Beta Pictoris e HR 8799 em torno das quais exoplanetas gigantes já foram fotografados (imagem direta) em separações entre 8 e 68 unidades astronômicas. Todas estas estrelas citadas são jovens, mais massivas que o Sol e são rodeadas por disco de detritos. Crédito: ESO/J. Rameau

Astrônomos usaram o Very Large Telescope do ESO para obter a imagem direta de um objeto tênue que se desloca próximo de uma estrela. Com uma massa estimada em quatro a cinco vezes a massa de Júpiter, este pode bem ser o exoplaneta com menos massa a ser observado fora do Sistema Solar de forma direta. A descoberta é uma contribuição importante ao estudo da formação e evolução de sistemas planetários.

Embora quase mil exoplanetas tenham sido até agora detectados indiretamente, a maioria dos quais pelo método dos trânsitos ou das velocidades radiais [1], e muitos mais candidatos aguardem confirmação, apenas para cerca de uma dúzia de exoplanetas foi possível obter imagens diretamente. Nove anos depois do Very Large Telescope ter capturado a primeira imagem de um exoplaneta, o companheiro planetário da anã marrom 2M1207 (eso0428), a mesma equipe obteve agora a imagem do que parece ser o mais leve destes objetos observado até agora [2][3].

Julien Rameau (Institut de Planetologie et d’Astrophysique de Grenoble, França), autor principal do artigo científico que descreve a descoberta, afirmou:

Obter imagens de planetas de forma direta requer técnicas extremamente complexas, utilizando os instrumentos mais avançados, estejam eles no solo ou no espaço. Apenas alguns planetas foram até agora observados diretamente, o que faz de cada descoberta destas um importante marco no caminho da compreensão dos planetas gigantes e da sua formação.

Nas novas observações, o provável planeta aparece como um ponto tênue mas bem definido próximo da estrela HD 95086. Uma observação posterior mostrou também que o objeto se desloca lentamente com a estrela ao longo do céu, o que sugere que este corpo, designado por HD 95086 b, está em órbita em torno da estrela. O seu brilho indica igualmente que terá um massa de apenas quatro a cinco vezes a massa de Júpiter.

A equipe usou o NACO, o instrumento de óptica adaptativa montado num dos Telescópios Principais do Very Large Telescope do ESO (VLT). Este instrumento permite obter imagens muito nítidas, ao corrigir os efeitos de distorção na imagem devido à turbulência atmosférica. As observações foram feitas no infravermelho com uma técnica chamada imagem diferencial, que faz aumentar o contraste entre o planeta e a ofuscante estrela hospedeira.

Região em volta da jovem estrela HD 95086 na constelação meridional de Carina (Keel), fornecida pela SDSS 2 (Digitized Sky Survey 2).

O planeta recém descoberto orbita a jovem estrela HD 95086 a uma distância de cerca de 56 vezes a distância entre a Terra e o Sol, o que corresponde a duas vezes a distância entre o Sol e Netuno. A estrela propriamente dita tem um pouco mais massa do que o Sol e encontra-se rodeada por um disco de detritos. Estas propriedades permitiram aos astrônomos identificá-la como um candidato ideal a possuir planetas jovens de grande massa em sua órbita. O sistema situa-se a cerca de 300 anos-luz de distância da Terra.

A juventude da estrela, com apenas 10 a 17 milhões de anos, levou os astrônomos a pensar que este novo planeta se formou muito provavelmente, no interior do disco gasoso e poeirento que a circunda. “A sua posição atual levanta questões relativas ao processo de formação. O planeta pode ter crescido ao assimilar rochas que formaram o núcleo sólido e depois acumulando lentamente gás do meio circundante de modo a formar a atmosfera densa ou então, começou a formar-se a partir de uma acumulação de matéria gasosa com origem em instabilidades gravitacionais no disco”, explica Anna-Marie Lagrange, outro membro da equipe. “Interações entre o planeta e o disco propriamente dito, ou até outros planetas, podem ter feito deslocar o planeta do local onde nasceu”.

Outro membro da equipa, Gaël Chauvin, concluiu:

O brilho das estrelas dá a HD 95086 b uma temperatura à superfície estimada de cerca de 700 graus Celsius, o que é suficientemente frio para que vapor de água e possivelmente metano existam na atmosfera. Este será um belo objeto para estudar com o futuro instrumento SPHERE, a ser montado no VLT. Talvez possamos até revelar planetas interiores no sistema – se eles existirem. [4]

Este trabalho foi descrito em artigo científico intitulado, “Discovery of a probable 4-5 Jupiter-mass exoplanet to HD95086 by direct-imaging”,  publicado na revista especializada Astrophysical Journal Letters.

A equipe de pesquisa foi composta por J. Rameau (Institut de Planetologie et d’Astrophysique de Grenoble, França [IPAG]), G. Chauvin (IPAG), A.-M. Lagrange (IPAG), A. Boccaletti (Observatoire de Paris, França; Université Pierre et Marie Curie Paris 6 e Université Denis Diderot Paris 7, Meudon, França), S. P. Quanz (Institute for Astronomy, ETH Zurich, Suíça), M. Bonnefoy (Max Planck Institute für Astronomy, Heidelberg, Alemanha [MPIA]), J. H. Girard (ESO, Santiago, Chile), P. Delorme (IPAG), S. Desidera (INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, Itália), H. Klahr (MPIA), C. Mordasini (MPIA), C. Dumas (ESO, Santiago, Chile), M. Bonavita (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova), Tiffany Meshkat (Observatório de Leiden, Holanda), Vanessa Bailey (Univ. of Arizona, EUA) e Matthew Kenworthy (Observatório de Leiden, Holanda).

Posição da estrela HD 95086 na constelação de Carina (círculo vermelho). Esta estrela é muito tênue para ser observada a olho nu. O uso de binóculos, no entanto, nos permite vê-la. Crédito: ESO

Notas

[1] Os astrônomos confirmaram já a presença de quase mil exoplanetas. Quase todos foram descobertos com o auxílio de métodos indiretos, que detectam os efeitos dos planetas nas suas estrelas progenitoras – decréscimos na luminosidade produzidos quando os planetas passam em frente das estrelas (método dos trânsitos) ou o movimento ligeiro causado pela atração gravitacional dos planetas nas suas órbitas (método das velocidades radiais). Até agora, apenas uma dúzia de exoplanetas foram observados diretamente.

[2] Fomalhaut b pode ter uma massa menor, mas o seu brilho parece estar contaminado pela luz refletida pela poeira circundante, o que torna incerta uma determinação precisa da massa.

[3] A equipe observou um exoplaneta em torno da estrela Beta Pictoris (eso1024).

[4] SPHERE é um instrumento de óptica adaptativa de segunda geração, que será instalado no VLT no final de 2013.

Fonte

ESO: Lightest Exoplanet Imaged So Far?

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