Astrônomos conseguem pela 1ª vez imagem direta de um exoplaneta

O planeta Beta Pictoris c foi captado graças a um novo instrumento astronômico

Concepção artística do sistema Beta Pictoris: primeiro do universo a ter um planeta captado na Terra por imagem direta. Crédito: Nasa/Goddard Space Flight Center/F. Reddy

A grande maioria dos planetas próximos a outras estrelas é descoberta por astrônomos com a ajuda de métodos sofisticados. O exoplaneta não aparece na imagem, mas se revela indiretamente no espectro. Uma equipe de cientistas dos Institutos Max Planck de Astronomia e Física Extraterrestre conseguiu agora obter a primeira confirmação direta de um exoplaneta previamente descoberto usando o método de medição de velocidade radial. Um artigo a esse respeito foi publicado na revista “Astronomy & Astrophysics”.

Usando o instrumento Gravity do Very Large Telescope (VLT), no Chile, os astrônomos observaram o brilho fraco do planeta Beta Pictoris c, cerca de 63 anos-luz de distância da Terra, próximo aos raios brilhantes de sua estrela-mãe. Os pesquisadores agora podem derivar o brilho e a massa dinâmica de um exoplaneta a partir dessas observações e, assim, restringir melhor os modelos de formação desses objetos.

Imagens esquemáticas que mostram a geometria do sistema Beta Pictoris. A imagem à esquerda mostra a estrela e os dois planetas embutidos no disco empoeirado na orientação visível do ponto de vista do Sistema Solar. Esta visão foi construída usando as informações de observações reais. O quadro do meio contém uma impressão artística do sistema disco/planeta. A imagem à direita mostra as dimensões do sistema quando visto de cima e observações anteriores de Beta Pictoris b (losangos laranja e círculos vermelhos) e as novas observações diretas de Beta Pictoris c (círculos verdes). A órbita exata do planeta c ainda é um tanto incerta (área branca difusa). Crédito: Axel Quetz/MPIA Graphics Department

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Instrumento muito preciso

Combinando a luz dos quatro grandes telescópios do VLT, os astrônomos conseguiram observar diretamente o brilho da luz proveniente de um exoplaneta perto de sua estrela-mãe. O planeta chamado “b Pictoris c” é o segundo encontrado a orbitar sua estrela. Ele foi detectado originariamente pela chamada “velocidade radial”, que mede o arrasto e a atração da estrela-mãe devido à órbita do planeta. O b Pictoris c está tão perto de sua estrela-mãe que até os melhores telescópios não conseguiram obter imagens do planeta diretamente até agora.

“Esta é a primeira confirmação direta de um planeta detectado pelo método da velocidade radial”, disse Sylvestre Lacour, líder do programa de observação ExoGravity. Medidas de velocidade radial têm sido usadas por muitas décadas por astrônomos e permitiram a detecção de centenas de exoplanetas. Mas nunca antes os astrônomos haviam conseguido uma observação direta de um desses planetas. Isso só foi possível porque o Gravity, situado em um laboratório sob os quatro telescópios que utiliza, é um instrumento muito preciso. Ele observa a luz da estrela-mãe com todos os quatro telescópios VLT ao mesmo tempo e os combina em um telescópio virtual com os detalhes necessários para revelar b Pictoris c.

“É incrível o nível de detalhe e sensibilidade que podemos atingir com o Gravity”, maravilha-se Frank Eisenhauer, cientista-chefe do projeto Grativy no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. “Estamos apenas começando a explorar novos mundos impressionantes, desde o buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia até planetas fora do Sistema Solar.”

Combinação de técnicas

A detecção direta com o Gravity, entretanto, só foi possível devido aos novos dados de velocidade radial que estabelecem com precisão o movimento orbital do b Pictoris c, apresentados em um segundo artigo publicado também na “Astronomy & Astrophysics”. Isso permitiu à equipe localizar e prever com precisão a posição esperada do planeta para que o Gravity pudesse encontrá-lo.

O b Pictoris c é, portanto, o primeiro planeta detectado e confirmado com ambos os métodos, medições de velocidade radial e imagem direta. Além da confirmação independente do exoplaneta, os astrônomos agora podem combinar o conhecimento dessas duas técnicas anteriormente separadas. “Isso significa que agora podemos obter o brilho e a massa desse exoplaneta”, explica Mathias Nowak, o principal autor do artigo de descoberta com o Gravity. “Como regra geral, quanto maior a massa do planeta, mais luminoso ele é.”

Dados intrigantes

Neste caso, entretanto, os dados sobre os dois planetas são um tanto intrigantes. A luz que vem do b Pictoris c é seis vezes mais fraca do que seu irmão maior, b Pictoris b. O b Pictoris c tem 8 vezes a massa de Júpiter. Então, qual é a massa de b Pictoris b? Os dados de velocidade radial acabarão respondendo a essa pergunta, mas levará muito tempo para obter dados suficientes. A explicação: uma órbita completa para o planeta b em torno de sua estrela leva 28 anos terrestres.

“Usamos o Gravity antes para obter espectros de outros exoplanetas com imagens diretas, as quais já continham dicas sobre seu processo de formação”, acrescenta Paul Molliere, que como pós-doutorando no Instituto Max Planck de Astronomia está modelando espectros de exoplanetas. “Essa medição de brilho do b Pictoris c, combinada com sua massa, é um passo particularmente importante para restringir nossos modelos de formação de planetas.” Dados adicionais também podem ser fornecidos pelo Gravity+, o instrumento de próxima geração, que já está em desenvolvimento.

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