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Novo planeta

Planeta mais jovem já encontrado

Gigante gasoso orbita estrela de apenas 2 milhões de anos de idade

Ilustração do novo planeta gigante na órbita da estrela V830 Tau

Mark A. GarlickGarlick/markgarlick.com Ilustração do novo planeta gigante na órbita da estrela V830 TauMark A. GarlickGarlick/markgarlick.com

Após um mês e meio de observações, uma equipe internacional de nove astrônomos liderada por Jean-François Donati, do Observatório do Sul-Pireneus, na França, incluindo a brasileira Silvia Alencar, da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), descobriu um planeta gigante gasoso girando em torno de uma estrela muito jovem, a V830 Tau, situada a 430 anos-luz de distância da Terra. Como não pode ser mais velho do que a estrela que orbita, o planeta V830 Tau b não deve ter mais que 2 milhões de anos de idade. É o planeta mais jovem já observado.

“Nossa descoberta demonstra pela primeira vez que esses corpos podem ser gerados em estágios bastante iniciais da formação planetária e provavelmente têm um papel central no controle da arquitetura de sistemas planetários”, declarou Donati em um comunicado por ocasião da publicação on-line da descoberta, dia 20 de junho, na revista Nature.

Quase todos os 3,4 mil planetas descobertos fora do Sistema Solar orbitam estrelas consideradas maduras, com alguns bilhões de anos de idade, como o Sol. Diante desse cenário, um sistema formado por uma estrela de 2 milhões de anos e seu planeta é o equivalente estelar e planetário de um bebê humano de uma semana.

Mesmo equipamentos construídos especialmente para buscar planetas, como os telescópios espaciais Kepler, da Agência Espacial Norte-americana (Nasa), e o Corot, da Agência Espacial Francesa, têm muita dificuldade de observar estrelas juvenis. “O problema é que elas são muito ativas”, explica Silvia. “Possuem manchas escuras e brilhantes muito maiores que as do Sol, o que dificulta bastante a detecção de planetas em torno delas.”

Animação baseada em observações astronômicas mostra no centro a estrela V830 Tau . À medida que a estrela gira, podemos ver em sua superfície as manchas claras e escuras observadas. Em torno da estrela orbita o Júpiter Quente V830b

J.F. Donati Animação baseada em observações astronômicas mostra no centro a estrela V830 Tau . À medida que a estrela gira, podemos ver em sua superfície as manchas claras e escuras observadas. Em torno da estrela orbita o Júpiter Quente V830bJ.F. Donati

A pesquisadora colabora com o programa científico MaTYSSE (sigla em inglês para Topologias Magnéticas de Estrelas Jovens e Sobrevivência de Exoplanetas Massivos Próximos), um projeto que, por meio de telescópios no Havaí e na França, observa em todo o céu um tipo especial de estrela com menos de 10 milhões de anos e grande potencial de abrigar planetas. São aquelas que, apesar de jovens, já não são rodeados por gás e poeira.

Toda estrela nasce de um pedaço de nuvem gigantesca de gás e poeira no espaço interestelar que, ao esfriar, colapsa pela ação da força gravitacional da própria massa. À medida que se contrai cada vez mais, o volume de gás e poeira interestelar assume a forma de um núcleo esférico, que dará origem a uma estrela, cercado por um disco de material a partir do qual podem se formar planetas.

Esse disco, de início cheio de gás aquecido pela estrela em formação, vai se dissipando aos poucos, um fenômeno que pode ser provocado pelo nascimento de novos planetas, em especial gigantes gasosos, como Júpiter. “A maioria das estrelas jovens perde seu disco depois de 5 a 10 milhões de anos”, explica Silvia. “Mas algumas o perdem muito mais cedo, como a V830 Tau, que com 2 milhões de anos já não possui um disco. Sabíamos que essa estrela poderia ter algo de diferente e a escolhemos como um de nossos alvos para observar.”

A equipe observou a V830 Tau durante vários dias, prestando atenção em variações ao longo do tempo nas características da luz da estrela, captadas por dois instrumentos idênticos chamados de espectropolarímetros: um instalado no telescópio Canadá-França-Havaí, no Havaí, e outro no telescópio Bernard Lyot, na França. Depois de analisarem essas variações, os astrônomos criaram mapas da superfície da estrela, com a localização de todas as manchas claras e escuras. Silvia explica que dessa maneira ela e seus colegas conseguiram separar o grande efeito das manchas estelares das minúsculas alterações causadas pela presença de um planeta na luz da estrela.

O planeta chamado de V830 Tau b é um gigante gasoso com massa semelhante à de Júpiter, o maior planeta do Sistema Solar. Mas enquanto Júpiter está cinco vezes mais longe do Sol que a Terra, o V830 Tau b está oito vezes mais perto de sua estrela do que Mercúrio está do Sol. Não é à toa que esse tipo de planeta é conhecido como “Júpiter Quente”.

Vários “Júpiteres Quentes” já foram observados orbitando outras estrelas, mas nenhum tão jovem quanto o V830 Tau b. Como um planeta tão grande não tem condições para se formar no calor infernal próximo à estrela, ele deve ter surgido em regiões mais afastadas. Os modelos de formação planetária propõem duas maneiras pelas quais um planeta gigante gasoso poderia migrar para perto de sua estrela. Ou ele migraria muito cedo em sua vida, “caindo” em direção da estrela por causa da fricção com o gás do disco; ou, centenas de milhões de anos mais tarde, pelo efeito cumulativo de perturbações orbitais entre vários planetas ao redor da estrela. A nova descoberta confirma que o primeiro processo de migração ocorre.

Animações mostram como a luz da estrela observada e analisada pelos astrônomos muda por causa das manchas na superfície da estrela à medida que ela gira (esquerda). Conhecendo bem o efeito das manchas, os pesquisadores conseguem isolar o pequeno efeito na luz da estrela causado pela presença de um planeta (direita)

Outra descoberta publicada no mesmo dia pela Nature corrobora essa conclusão. Uma equipe internacional liderada por Trevor David, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, descobriu um planeta gigante gasoso menor, com tamanho semelhante ao de Netuno, orbitando a estrela K2-33, cuja idade deve estar entre 5 milhões e 10 milhões de anos. A distância do planeta à sua estrela é quase igual ao caso do Júpiter Quente V830 Tau b.

“É a confirmação de que a migração de gigantes gasosos ocorre muito rapidamente em discos de gás”, comenta Fernando Roig, especialista em dinâmica planetária do Observatório Nacional, no Rio de Janeiro. Segundo ele, a explicação mais aceita de por que algo assim não aconteceu no Sistema Solar jovem é que a atração gravitacional mútua entre Júpiter e Saturno teria impedido os dois gigantes gasosos de migrarem para perto do Sol.

Silvia conta que sua equipe espera descobrir ainda mais planetas em estrelas jovens depois da construção e instalação de dois novos espectropolarímetros capazes de detectar luz infravermelha, enquanto os instrumentos atuais observam apenas a luz visível. Um deles, o SPIRou, está sendo desenvolvido em colaboração com pesquisadores brasileiros do Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA), da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) e da Universidade de São Paulo (USP), e deve estar pronto até o ano que vem. “Estrelas de massa mais baixa que a do Sol são abundantes, e são mais brilhantes no infravermelho”, explica.

Artigos científicos
DONATI, J. F. et al. A hot Jupiter orbiting a 2-million-year-old solar-mass T Tauri star. Nature, online 20 jun 2016.
DAVID, T. J. et al. A Neptune-sized transiting planet closely orbiting a 5–10-million-year-old star. Nature, online 20 jun 2016.

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