Nota de Imprensa

Encontradas duas famílias de cometas em torno de estrela próxima

Maior censo de sempre de exocometas em torno de Beta Pictoris

22 de Outubro de 2014

O instrumento HARPS em operação no Observatório de La Silla do ESO, no Chile, foi utilizado no censo mais completo feito até à data de cometas em torno de outra estrela. Uma equipa de astrónomos franceses estudou quase 500 cometas individuais que orbitam a estrela Beta Pictoris e descobriram que estes objetos pertencem a duas famílias distintas de exocometas: exocometas velhos que fizeram já várias passagens próximo da estrela e exocometas mais jovens que se formaram provavelmente da recente destruição de um ou mais objetos maiores. Os novos resultados serão publicados na revista Nature a 23 de outubro de 2014.

A Beta Pictoris é uma estrela jovem situada a cerca de 63 anos-luz de distância do Sol. Tem apenas 20 milhões de anos de idade e encontra-se rodeada por um disco de material enorme - um sistema planetário jovem muito ativo onde o gás e a poeira são produzidos tanto pela evaporação de cometas como pela colisão de asteróides.

Flavien Kiefer (IAP/CNRS/UPMC), autor principal do novo estudo explica: ”A Beta Pictorias é um alvo muito interessante! Observações detalhadas dos seus exocometas fornecem pistas que nos ajudam a compreender que processos ocorrem neste tipo de sistemas planetários jovens.”

Durante quase 30 anos os astrónomos observaram variações subtis na radiação emitida pela Beta Pictoris, que se pensava serem causadas pela passagem de cometas em frente da própria estrela. Os cometas são corpos pequenos - com alguns quilómetros de tamanho - ricos em gelos que se evaporam quando o corpo se aproxima da estrela, produzindo enormes caudas de gás e poeira, que podem absorver alguma da radiação que passa através delas. A fraca luz emitida pelos exocometas é ofuscada pela radiação da estrela brilhante e por isso não se conseguem obter imagens diretas destes objetos a partir da Terra.

Para estudar os exocometas da Beta Pictoris, a equipa analisou mais de 1000 observações obtidas entre 2003 e 2011 com o instrumento HARPS, montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, no Observatório de La Silla, no Chile.

Os investigadores seleccionaram uma amostra de 493 exocometas diferentes. Alguns exocometas foram observadas por diversas vezes e durante algumas horas. Uma análise detalhada permitiu obter medições da velocidade e tamanho das nuvens de gás. Foram também deduzidas algumas das propriedades orbitais de cada um dos cometas, como a forma e orientação da órbita e a distância à estrela.

Este tipo de análise efetuada em várias centenas de exocometas pertencentes a um único sistema exoplanetário é única. O trabalho revelou a presença de dois tipos distintos de famílias de exocometas: uma família de exocometas cujas órbitas são controladas por um planeta de grande massa [1] e outra família, provavelmente originada pela destruição recente de um ou mais objetos maiores. Diferentes famílias de cometas existem igualmente no Sistema Solar.

Os exocometas da primeira família apresentam uma variedade de órbitas e mostram atividade relativamente fraca com baixas taxas de produção de gás e poeira, o que sugere que estes cometas gastaram já o seu conteúdo em gelo durante múltiplas passagens perto da Beta Pictoris [2].

Os exocometas da segunda família encontram-se muito mais ativos e deslocam-se em órbitas quase idênticas [3], o que sugere que os membros desta família têm todos a mesma origem: provavelmente a destruição de um objeto maior cujos fragmentos se encontram numa órbita rasante da estrela Beta Pictoris.

Flavien Kiefer conclui: “Esta é a primeira vez que um estudo estatístico determina a física e órbitas de um grande número de exocometas. Este trabalho dá-nos um olhar fantástico sobre os mecanismos que estavam presentes no Sistema Solar logo após a sua formação, há cerca de 4,5 mil milhões de anos atrás.”

Notas

[1] Um planeta gigante, Beta Pictoris b, foi descoberto em órbita a cerca de mil milhões de quilómetros da estrela e estudado através de imagens de alta resolução obtidas com óptica adaptativa.

[2] Mais ainda, as órbitas destes cometas (excentricidade e orientação) são exatamente as previstas para cometas apanhados em ressonância orbital com um planeta de elevada massa. As propriedades dos cometas da primeira família mostram que este planeta em ressonância deve estar a cerca de 700 milhões de quilómetros da estrela - perto do local onde o planeta Beta Pictoris b foi descoberto.

[3] O que os torna semelhantes aos cometas da família Kreutz do Sistema Solar, ou aos fragmentos do Cometa Shoemaker-Levy 9, que chocou com o planeta Júpiter em julho de 1994.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado "Two families of exocomets in the Beta Pictoris system", o qual será publicado na revista Nature a 23 de outubro de 2014.

A equipa é composta por F. Kiefer (Institut d’Astrophysique de Paris [IAP], CNRS, Université Pierre & Marie Curie-Paris 6, Paris, França), A. Lecavelier des Etangs (IAP), J. Boissier (Institut de Radioastronomie Millimétrique, Saint Martin d’Hères, França), A. Vidal-Madjar (IAP), H. Beust (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble [IPAG], CNRS, Université Joseph Fourier-Grenoble 1, Grenoble, França), A.-M. Lagrange (IPAG), G. Hébrard (IAP) e R. Ferlet (IAP).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 15 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio  ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 39 metros que observará na banda do visível e do infravermelho próximo. O E-ELT será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

Links

• Artigo científico na Nature
• Fotografias de La Silla
• Fotografias do HARPS

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1432, 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.