Nota de Imprensa

VLTI detecta luz exozodiacal

Aumenta o desafio em obter imagens diretas de exo-Terras

3 de Novembro de 2014

Com o auxílio do Interferómetro do Very Large Telescope, uma equipa internacional de astrónomos detectou luz exozodiacal perto das zonas habitáveis de nove estrelas próximas. Esta luz trata-se da radiação estelar refletida por poeira criada a partir de colisões entre asteróides e evaporação de cometas. A presença de tais quantidades de poeira nas regiões internas em torno de algumas estrelas poderá ser um obstáculo à obtenção de imagens diretas de planetas do tipo terrestre.

Com o auxílio do Interferómetro do Very LargeTelescope (VLTI) a operar no infravermelho próximo [1], uma equipa de astrónomos observou 92 estrelas próximas para investigar a luz exozodiacal originada por poeira quente perto das suas zonas habitáveis e combinou estes novos dados com observações anteriores [2]. Descobriu-se esta radiação brilhante - criada por grãos de poeira exozodiacal quente resplandecente ou pela reflexão da radiação estelar nestes grãos - em torno de nove das estrelas observadas.

A luz zodiacal pode ser observada a partir de locais escuros e límpidos na Terra, apresentando-se como uma luz branca difusa e ténue no céu noturno, logo após o pôr do Sol ou antes do amanhecer. É criada pela luz solar refletida por pequenas partículas e parece estender-se até à vizinhança do Sol. Esta radiação refletida não é apenas observada a partir da Terra mas pode ser vista de qualquer ponto do Sistema Solar.

O brilho que se observou neste novo estudo é uma versão muito mais extrema do mesmo fenómeno. Apesar desta luz exozodiacal - luz zodiacal em torno de outros sistemas estelares - ter sido já observada, este é o primeiro grande estudo sistemático deste fenómeno noutras estrelas.

Contrariamente a observações anteriores, a equipa não observou poeira que dará mais tarde origem a planetas, mas sim poeira criada nas colisões entre pequenos planetas com alguns quilómetros de tamanho - os chamados planetesimais, que são objetos semelhantes a asteróides e cometas do Sistema Solar. É precisamente poeira desta natureza que está igualmente associada à luz zodiacal no Sistema Solar.

“Se queremos estudar a evolução de planetas do tipo terrestre próximo das suas zonas habitáveis, temos que observar a poeira zodiacal nessa região em torno de outras estrelas,” diz Steve Ertel, ESO e Universidade de Grenoble, França, autor principal do artigo científico que descreve os resultados. “Detectar e caracterizar este tipo de poeira em torno de outras estrelas é uma maneira de estudar a arquitetura e evolução de sistemas planetários.” 

Para conseguirmos detectar poeira muito ténue próximo da estrela central ofuscante são necessárias observações de alta resolução com alto contraste. A interferometria - que combina a radiação colectada por diferentes telescópios ao mesmo tempo - feita no infravermelho é, até agora, a única técnica que permite que este tipo de sistemas seja descoberto e estudado.

Ao utilizar o poder do VLTI, levando os instrumentos até ao seu limite máximo de eficácia e precisão, a equipa conseguiu atingir um nível de desempenho cerca de dez vezes melhor que com outros instrumentos existentes.

Para cada uma das estrelas, a equipa utilizou os Telescópios Auxiliares de 1,8 metros para colectar a radiação para o VLTI. Para os objetos que apresentavam luz exozodiacal foi possível resolver por completo os discos extensos de poeira e separar o seu fraco brilho da radiação estelar dominante [3].

Ao analisar as propriedades das estrelas rodeadas por um disco de poeira exozodiacal, a equipa descobriu que a maior parte da poeira é detectada em torno de estrelas mais velhas. Este resultado é bastante surpreendente e levanta algumas questões relativas aos sistemas planetários. Qualquer produção de poeira que conhecemos, causada por colisões de planetesimais, deveria diminuir com o tempo, uma vez que o número destes objetos vai reduzindo à medida que estes vão sendo destruídos.

A amostra dos objetos observados inclui também 14 estrelas para as quais houve já  deteção de exoplanetas. Todos estes planetas encontram-se na mesma região dos sistemas onde a poeira mostra luz exozodiacal. A presença de luz exozodiacal em sistemas com planetas poderá, por isso, dificultar os estudos astronómicos de exoplanetas.

A emissão da poeira exozodiacal, mesmo a baixos níveis, torna muito mais difícil a deteção de planetas do tipo terrestre a partir de imagens diretas. A luz exozodiacal detectada deste rastreio é cerca de um factor 1000 mais brilhante do que a luz zodiacal observada em torno do Sol. O número de estrelas que contêm luz zodiacal ao nível da do Sistema Solar é provavelmente muito maior do que os números encontrados neste rastreio. Estas observações são assim um primeiro passo em estudos mais detalhados de luz exozodiacal.

“A elevada taxa de deteção encontrada a este nível de brilho sugere que deve haver um número significativo de sistemas que contêm poeira mais ténue que não foi detectada no nosso rastreio, mas que, ainda assim, é mais brilhante que a poeira zodiacal presente no Sistema Solar,” explica Olivier Absil, Universidade de Liège, co-autor do artigo. “A presença de tal poeira em tantos sistemas poderá por isso tornar-se um obstáculo a observações futuras, que pretendam obter imagens diretas de exoplanetas do tipo terrestre.”

Notas

[1] A equipa utilizou o instrumento visitante PIONIER no VLTI, o qual pode ligar interferometricamente os quatros Telescópios Auxiliares ou os quatro Telescópios Principais do VLT, no Observatório do Paranal. Deste modo foi obtida, não apenas uma resolução extremamente elevada dos objetos, mas também se conseguiu uma elevada eficiência na observação.

[2] Observações anteriores foram feitas com a rede CHARA - um interferómetro astronómico óptico operado pelo Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA), da Universidade do Estado da Georgia, e o seu instrumento FLUOR, que combina o feixe de fibras.

[3] Como sub-produto, estas observações levaram também à descoberta inesperada de novas estrelas companheiras a orbitar algumas das estrelas mais massivas da amostra. “Estas novas companheiras sugerem que deveríamos rever a nossa compreensão atual de quantas estrelas deste tipo são efetivamente duplas” disse Lindsay Marion, autora principal de um artigo científico complementar dedicado a este trabalho e que usa os mesmos dados.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “A near-infrared interferometric survey of debris-disc stars. IV. An unbiased sample of 92 southern stars observed in H-band with VLTI/PIONIER”, de S. Ertel et al., que será publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. O artigo complementar sobre as estrelas companheiras descobertas neste rastreio intitula-se "Searching for faint companions with VLTI/PIONIER. II. 92 main sequence stars from the Exozodi survey", de L. Marion et al., e aparecerá na mesma edição da revista.

A equipa é composta por S. Ertel (Université Grenoble Alpes, França; ESO, Chile), O. Absil (Universidade de Liège, Bélgica), D. Defrère (University of Arizona, EUA), J.-B. Le Bouquin (Université Grenoble Alpes), J.-C. Augereau (Université Grenoble Alpes), L. Marion (Universidade de Liège), N. Blind (Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemanha), A. Bonsor (University of Bristol, Reino Unido), G. Bryden (California Institute of Technology, Pasadena, EUA), J. Lebreton (California Institute of Technology) e J. Milli (Université Grenoble Alpes).

Links

• Artigo científico sobre luz exozodiacal
• Artigo científico complementar sobre estrelas companheiras
• Anúncio do instrumento PIONIER

Contactos

Steve Ertel
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Email: sertel@eso.org

Lindsay Marion
University of Liège
Liège, Belgium
Tel.: +32 4 366 97 58
Telm.: +32 472 347 742
Email: lindsay.marion@ulg.ac.be

Jean-Charles Augereau
Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)
Grenoble, France
Tel.: +33 (0)4 76 51 47 86
Email: Jean-Charles.Augereau@obs.ujf-grenoble.fr

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
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ESO Science Outreach Network and Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço,
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1435, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.