Nota de Imprensa

Um planeta surpreendente com três sóis

7 de Julho de 2016

Uma equipa de astrónomos usou o instrumento SPHERE montado no Very Large Telescope do ESO para obter imagens do primeiro planeta alguma vez encontrado numa órbita extensa num sistema triplo de estrelas. Esperava-se que a órbita de um tal planeta fosse instável, resultando muito provavelmente num planeta que seria rapidamente ejectado para fora do sistema. No entanto, este planeta tem sobrevivido. Esta observação inesperada sugere que tais sistemas possam ser efectivamente mais comuns do que o que se pensava anteriormente. Estes resultados serão publicados online a 7 de julho de 2016 na revista Science.

Tatooine, o planeta natal de Luke Skywalker da saga da Guerra das Estrelas, era um mundo estranho com dois sóis no céu, no entanto os astrónomos acabam de descobrir um planeta num sistema ainda mais exótico, onde um observador desfrutaria ou de um dia constante, isto é, sem noite, ou de triplos nasceres e pores de sol todos os dias, dependendo das estações, estações estas que neste planeta duram mais que uma vida humana.

Este mundo foi descoberto por uma equipa de astrónomos liderada pela Universidade do Arizona, no EUA, através de imagens diretas obtidas pelo Very Large Telescope do ESO (VLT), no Chile. O planeta, chamado HD 131399Ab [1] não é como nenhum outro mundo conhecido — a sua órbita em torno da estrela mais brilhante das três é a maior conhecida num sistema estelar múltiplo. Tais órbitas são frequentemente instáveis, devido à atração gravitacional, complexa e variável, das outras duas estrelas do sistema, e por isso pensava-se que seria muito improvável existirem planetas em órbitas estáveis nestas condições.

Situado a cerca de 320 anos-luz de distância da Terra na constelação do Centauro, o HD 131399Ab tem cerca de 16 milhões de anos de idade, o que o torna igualmente num dos exoplanetas mais jovens  descobertos até à data, e um dos muito poucos a serem diretamente fotografados. Com uma temperatura de 580 graus Celsius e uma massa estimada de cerca de quatro vezes a massa de Júpiter, este exoplaneta é também um dos mais frios e menos massivos a ter sido diretamente fotografado.

“O HD 131399Ab é um dos poucos exoplanetas que foram diretamente fotografados, tratando-se do primeiro a ser encontrado numa configuração dinâmica tão interessante,” disse Daniel Apai, da Universidade do Arizona, EUA, e um dos co-autores do novo artigo científico que descreve estes resultados.

“Durante cerca de metade da órbita do planeta — que no total tem uma duração de 550 anos terrestres — as três estrelas estão visíveis no céu; as duas mais ténues encontram-se sempre muito juntas, variando a sua separação aparente relativamente à estrela mais brilhante ao longo do ano,” acrescenta Kevin Wagner, o primeiro autor do artigo e descobridor da HD 131399Ab [2].

Kevin Wagner, estudante de doutoramento da Universidade do Arizona, identificou o planeta no meio de centenas de candidatos e liderou as observações de seguimento para verificar a sua natureza.

O planeta marca também a primeira descoberta de um exoplaneta com o auxílio do instrumento SPHERE montado no VLT. O SPHERE é sensível à radiação infravermelha, o que lhe permite detectar assinaturas térmicas de planetas jovens. Ao mesmo tempo possui sofisticadas características que corrigem distúrbios atmosféricos e bloqueiam a luz das estrelas hospedeiras que, de outro modo, seria ofuscante.

Apesar de serem necessárias observações de repetição e de longo termo para determinar de forma precisa a trajectória do planeta no seio das suas estrelas hospedeiras, observações e simulações parecem sugerir o seguinte cenário: estima-se que a estrela mais brilhante seja 80 % mais massiva que o nosso Sol (chamada HD 131399A) e que esteja a ser orbitada pelas duas estrelas menos massivas, B e C, a cerca de 300 UA (sendo que 1 UA corresponde à distância entre a Terra e o Sol). Ao mesmo tempo, as estrelas B e C rodopiam em torno uma da outra, como se fossem um haltere, separadas por uma distância de aproximadamente a distância que separa o Sol de Saturno (10 UA).

Neste cenário, o planeta HD 131399Ab desloca-se em torno da estrela A numa órbita com um raio de cerca de 80 UA, o que corresponde a cerca de duas vezes a órbita de Plutão no Sistema Solar, trazendo o planeta até cerca de um terço da separação entre a estrela A e o par B/C. Os autores apontam para a possibilidade de uma de variedade de cenários orbitais, sendo que o veredicto para a estabilidade a longo prazo do sistema terá que esperar pelas observações de seguimento planeadas que irão limitar melhor a órbita do planeta.

“Se o planeta estivesse mais afastado da estrela mais massiva, seria certamente lançado para fora do sistema, “explica Apai. “As nossas simulações de computador mostraram que este tipo de órbita pode ser estável, mas se variarmos os parâmetros apenas um bocadinho, o sistema torna-se instável muito rapidamente.”

Planetas em sistemas de estrelas múltiplas têm um interesse especial para os astrónomos e cientistas planetários porque mostram como funciona a formação planetária em cenários muito extremos. Apesar dos sistemas de estrelas múltiplas nos parecerem exóticos, uma vez que a nossa órbita se faz em torno de uma estrela solitária, o certo é que os sistemas de estrelas múltiplas são tão comuns como as estrelas individuais.

“Não é claro perceber como é que este planeta acabou por ficar retido numa órbita tão extensa neste sistema extremo e não podemos ainda dizer o que é que este facto poderá significar para a compreensão dos tipos de sistemas planetários, no entanto mostra que existe mais variedade do que julgávamos possível,” conclui Kevin Wagner. “O que sabemos é que planetas em sistema de estrelas múltiplas têm sido muito pouco estudados, mas são potencialmente tão numerosos como planetas em sistemas de estrelas únicas.”

Notas

[1] As três componentes da estrela tripla são HD 131399A, HD 131399B e HD 131399C, respectivamente, por ordem decrescente de luminosidade. O planeta orbita a estrela mais brilhante e por isso chama-se HD 131399ab.

[2] Durante a maior parte do ano do planeta, as estrelas apareceriam próximas no céu, dando-lhe um familiar lado diurno e lado noturno, com um único nascer e pôr de sol triplo diário. À medida que o planeta se desloca na sua órbita, as estrelas vão-se afastando de dia para dia, até chegarem ao ponto em que o pôr de uma coincide com o nascer de outra — altura em que o planeta terá um dia praticamente constante, com ausência de noite, o que aconteceria durante cerca de um quarto da sua órbita, ou seja, cerca de 140 anos terrestres.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “Direct Imaging Discovery of a Jovian Exoplanet Within a Triple Star System”, de K. Wagner et al., que será publicado online a 7 de julho de 2016 na revista Science.

A equipa é composta por Kevin Wagner (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, EUA), Dániel Apai (Steward Observatory and Lunar and Planetary Laboratory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, EUA), Markus Kasper (ESO, Garching, Alemanha), Kaitlin Kratter (Steward Observatory, The University of Arizona, Tucson, Arizona, EUA), Melissa McClure (ESO, Garching, Alemanha), Massimo Robberto (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, EUA) e Jean-Luc Beuzit (Université Grenoble Alpes, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, França; Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, França).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação 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 um parceiro principal no ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

Links

• Fotografias do VLT: http://www.eso.org/public/images/archive/category/paranal/

Contactos

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Tucson, USA
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Daniel Apai
Steward Observatory, The University of Arizona
Tucson, USA
Email: apai@email.arizona.edu

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1624, 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.