Nota de Imprensa

Descoberto o Sistema Planetário Mais Rico em Planetas Conhecido Até Agora

Até sete planetas em órbita de uma estrela do tipo do Sol

24 de Agosto de 2010

Com o auxilio do instrumento HARPS do ESO, uma equipa de astrónomos descobriu um sistema planetário com, pelo menos, cinco planetas em órbita de uma estrela do tipo solar, HD 10180. Os investigadores têm também fortes evidências da existência de mais dois planetas, sendo que um deles terá a menor massa encontrada até agora. Este facto tornará este sistema semelhante ao nosso próprio Sistema Solar em termos do número de planetas (sete planetas em vez dos nossos oito). Adicionalmente, a equipa encontrou evidências de que as distâncias dos planetas à sua estrela seguem um padrão regular, como é o caso do Sistema Solar.

“Descobrimos o que parece ser o sistema com mais planetas encontrado até à data,” diz Christophe Lovis, autor principal do artigo científico que apresenta os resultados. “Esta descoberta extraordinária também enfatiza o facto de estarmos agora a entrar numa nova era da investigação de exoplanetas: o estudo de sistemas planetários complexos e não apenas de planetas individuais. Estudos dos movimentos planetários no novo sistema revelam interacções gravitacionais complexas entre os planetas e dão-nos informações sobre a evolução do sistema a longo prazo.”

A equipa de astrónomos utilizou o espectrógrafo HARPS, montado no telescópio de 3.6 metros do ESO, em La Silla, Chile, durante um período de seis anos, para estudar a estrela do tipo solar, HD 10180, situada a 127 anos-luz de distância, na constelação austral da Hidra. HARPS é um instrumento com grande precisão e de extrema estabilidade nas medições, sendo o descobridor de exoplanetas mais bem sucedido do mundo.

Graças a 190 medições individuais obtidas pelo HARPS, os astrónomos detectaram os minúsculos movimentos, para a frente e para trás, da estrela, causados pelas atracções gravitacionais complexas de cinco ou mais planetas. Os cinco sinais mais fortes correspondem a planetas com massas do tipo de Neptuno - entre 13 e 25 massas terrestres [1] - que orbitam a estrela com períodos que vão dos 6 aos 600 dias. Estes planetas estão situados a uma distância da sua estrela central que corresponde a cerca de 0.06 a 1.4 vezes a distância Terra-Sol.

“Temos também boas razões para acreditar que mais dois planetas estejam presentes,” diz Lovis. “Um será do tipo de Saturno (com uma massa mínima de 65 massas terrestres) com um período de 2200 dias. O outro será o exoplaneta de menor massa descoberto até agora, com uma massa de cerca de 1.4 vezes a massa da Terra. Encontra-se muito próximo da estrela hospedeira, a apenas 2% da distância Terra-Sol. Um “ano” neste planeta durará somente 1.18 dias terrestres.

“Este objecto origina uma oscilação na estrela de apenas 3 quilómetros por hora -  mais devagar que a velocidade do simples movimento de andar a pé - e este movimento é bastante difícil de medir,” diz o membro da equipa Damien Ségransan. Se confirmado, este objecto poderá ser outro exemplo de um planeta quente rochoso, semelhante a Corot-7b (eso0933).

O sistema de planetas recém-descoberto em torno de HD 10180 é único em diversos aspectos. Primeiro que tudo, com pelo menos cinco planetas do tipo de Neptuno  localizados numa distância equivalente à órbita de Marte, este sistema encontra-se mais povoado na sua região interior que o nosso Sistema Solar, com mais planetas de grande massa nessa região [2]. Adicionalmente, o sistema não possui provavelmente gigantes gasosos do tipo de Júpiter. Finalmente, todos os planetas parecem ter órbitas praticamente circulares.

Até agora, os astrónomos conhecem quinze sistemas com, pelos menos, três planetas. O último detentor do recorde foi 55 Cancri, que contém cinco planetas, dois dos quais gigantes. “Sistemas com planetas de pequena massa como o que se encontra em torno de HD 10180, parecem ser assaz comuns, mas a sua história de formação permanece um mistério,”  diz Lovis.

Utilizando a nova descoberta ao mesmo tempo que dados de outros sistemas planetários, os astrónomos encontraram um equivalente da lei de Titius-Bode existente no nosso Sistema Solar: as distâncias dos planetas às suas estrelas parecem seguir um padrão regular [3]. “O que pode ser uma assinatura do processo de formação destes sistemas planetários,” diz o membro da equipa Michel Mayor.

Outro resultado importante obtido é a descoberta da existência de uma relação entre a massa de um sistema planetário e a massa e a composição química da estrela hospedeira. Todos os sistemas planetários de grande massa são encontrados em torno de estrelas de grande massa e ricas em metais, enquanto que os quatro sistemas de menor massa conhecidos foram encontrados em torno de estrelas de baixa massa e pobres em metais [4]. Tais propriedades confirmam os modelos teóricos actuais.

A descoberta é anunciada hoje no colóquio internacional “Detection and dynamics of transiting exoplanets”, no Observatoire de Haute-Provence, França.

Notas

[1] Utilizando o método das velocidades radiais, os astrónomos podem apenas estimar a massa mínima de um planeta, uma vez que esta massa depende igualmente da inclinação do plano orbital relativamente à linha de visão, a qual é desconhecida. De um ponto de vista estatístico, esta massa mínima é, no entanto, geralmente próxima da massa real do planeta.

[2] Em média, os planetas na região interior do sistema de HD 10180 têm vinte vezes a massa da Terra, enquanto que os planetas interiores do nosso Sistema Solar (Mercúrio, Vénus, Terra e Marte) têm uma massa média de meia massa terrestre.

[3] A lei de Titius-Bode diz-nos que a distância dos planetas ao Sol segue uma fórmula simples. Relativamente aos planetas exteriores, prevê-se  que cada planeta esteja aproximadamente duas vezes mais afastado do Sol que o planeta imediatamente anterior. Esta lei empírica previu correctamente as órbitas de Ceres e Urano, mas falhou na previsão da órbita de Neptuno.

[4] De acordo com a definição utilizada em astronomia, “metais” são todos os elementos excepto o hidrogénio e o hélio. Tais metais, exceptuando muito poucos elementos químicos leves menores, foram criados pelas várias gerações de estrelas. Os planetas rochosos são compostos de “metais”.

Informações adicionais

Este trabalho está descrito num artigo científico que foi submetido à revista da especialidade  Astronomy and Astrophysics (“The HARPS search for southern extra-solar planets. XXVII. Up to seven planets orbiting HD 10180: probing the architecture of low-mass planetary systems” por C. Lovis et al.).

A equipa é composta por C. Lovis, D. Ségransan, M. Mayor, S. Udry, F. Pepe, e D. Queloz (Observatoire de Genève, Université de Genève, Suíça), W. Benz (Universität Bern, Suíça), F. Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, França), C. Mordasini (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Alemanha), N. C. Santos (Universidade do Porto, Portugal), J. Laskar (Observatoire de Paris, França), A. Correia (Universidade de Aveiro, Portugal), J.-L. Bertaux (Université Versailles Saint-Quentin, França) e G. Lo Curto (ESO).

O ESO, o Observatório Europeu do Sul, 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 14 países: Áustria, Alemanha, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Itália, Holanda, 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, no visível, mais avançado do mundo e o VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio  ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 42 metros que observará na banda do visível e próximo infravermelho. O E-ELT será “o maior olho no céu do mundo”.

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1035, 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.