Nota de Imprensa

Inesperado excesso de planetas gigantes em enxame de estrelas

17 de Junho de 2016

Uma equipa internacional de astrónomos descobriu que existem muito mais planetas do tipo de Júpiter quente do que os esperados num enxame estelar chamado Messier 67. Este resultado surpreendente foi obtido com vários telescópios e instrumentos, entre os quais o espectrógrafo HARPS no Observatório de La Silla do ESO. O meio denso do enxame originará interações mais frequentes entre planetas e estrelas próximas, o que pode explicar o excesso deste tipo de exoplanetas.

Uma equipa chilena, brasileira e europeia liderada por Roberto Saglia do Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, em Garching, Alemanha, e Luca Pasquini do ESO, passou vários anos a fazer medições de alta precisão de 88 estrelas pertencentes ao enxame Messier 67 [1]. Este enxame estelar aberto tem cerca da mesma idade do Sol e pensa-se que o Sistema Solar teve origem num meio denso similar [2].

A equipa utilizou o HARPS, entre outros instrumentos [3], para procurar assinaturas de planetas gigantes em órbitas de período curto, esperando ver a oscilação de uma estrela causada pela presença de um objeto massivo numa órbita próxima, um tipo de planeta conhecido por Júpiter quente. A assinatura deste tipo de exoplanetas foi encontrada em três estrelas do enxame, juntando-se a anteriores evidências da existência de vários outros planetas.

Um Júpiter quente é um exoplaneta gigante com uma massa de mais de um terço da massa de Júpiter. Estes planetas estão “quentes” porque orbitam muito próximo da sua estrela progenitora, como indicado pelo seu período orbital (o seu “ano”) que dura menos de dez dias. São muito diferentes do Júpiter ao qual estamos habituados no nosso Sistema Solar, que tem um ano que dura cerca de 12 anos terrestres e é muito mais frio do que a Terra [4].

“Usamos um enxame estelar aberto como se fosse um laboratório para explorar as propriedades dos exoplanetas e as teorias de formação planetária,” explica Roberto Saglia. “Isto porque nestes locais encontramos não só muitas estrelas que possivelmente albergam planetas, mas também temos um meio denso, no qual os planetas se devem ter formado.”

O estudo mostrou que os exoplanetas do tipo de Júpiter quente são mais comuns em torno das estrelas do Messier 67 do que no caso de estrelas fora de enxames. “Este é verdadeiramente um resultado surpreendente,” diz Anna Brucalassi, que levou a cabo a análise. “ Os novos resultados significam que existem planetas do tipo de Júpiter quente em torno de cerca de 5% das estrelas estudadas do Messier 67 — muitos mais do que os encontrados em estudos comparáveis de estrelas que não se encontram em enxames, onde esta taxa é cerca de 1%.”

Os astrónomos pensam que é bastante improvável que estes gigantes exóticos se tenham formado onde os encontramos agora, uma vez que as condições do meio próximo da estrela progenitora não seriam inicialmente as adequadas para a formação de planetas do tipo de Júpiter. É por isso que se pensa que estes planetas se formaram mais afastados, tal como provavelmente também aconteceu com Júpiter, e só depois se aproximaram da estrela progenitora. O que seriam antes planetas gigantes, distantes e frios são agora objetos muito mais quentes. A questão que se põe é então: o que é que fez com que estes planetas migrassem para perto da sua estrela?

Existe um número de possíveis respostas a esta questão, mas os autores concluem que o mais provável é que esta migração seja o resultado de encontros próximos entre estrelas vizinhas, ou até entre planetas em sistemas solares vizinhos, e que o meio próximo de um sistema solar possa ter um impacto significativo no modo como este evolui.

Num enxame como o Messier 67, onde as estrelas se encontram muito mais próximas do que a média, tais encontros poderão ser muito mais comuns, o que explicaria o enorme número de exoplanetas do tipo de Júpiter quente encontrado.

O co-autor e co-líder Luca Pasquini do ESO reflete sobre a notável história recente do estudo de planetas em enxames: “Até há alguns anos atrás nunca tínhamos encontrado exoplanetas do tipo de Júpiter quente em enxames abertos. Em três anos o paradigma mudou da total ausência destes planetas ao seu excesso!”

Notas

[1] Descobriu-se que algumas estrelas da amostra original de 88 eram estrelas binárias, ou inadequadas por outras razões para este estudo. O novo artigo concentra-se numa sub-amostra de 66 estrelas.

[2] Enquanto o enxame Messier 67 ainda se mantém coeso, o enxame que pode ter rodeado o Sol nos seus primeiros dias ter-se-á dissipado há muito tempo, deixando o Sol entregue a si próprio.

[3] Foram também utilizados espectros do Espectrógrafo de Alta Resolução montado no Telescópio Hobby-Eberly, no Texas, EUA, e do espectrógrafo SOPHIE, instalado no Observatoire de Haute Provence, em França.

[4] O primeiro exoplaneta encontrado em torno de uma estrela semelhante ao Sol, o 51 Pesagi b, também se tratava de um Júpiter quente. Na altura, este facto revelou-se surpreendente, uma vez que muitos astrónomos tinham assumido que outros sistemas planetários seriam provavelmente parecidos ao Sistema Solar e por isso teriam os seus planetas mais massivos mais afastados da sua estrela progenitora.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “Search for giant planets in M67 III: excess of Hot Jupiters in dense open clusters”, de A. Brucalassi et al., que será publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

A equipa é composta por: A. Brucalassi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemanha; Observatório da Universidade de Munique, Alemanha), L. Pasquini (ESO, Garching, Alemanha), R. Saglia (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemanha; Observatório da Universidade de Munique, Alemanha), M.T. Ruiz (Universidad de Chile, Santiago, Chile), P. Bonifacio (GEPI, Observatoire de Paris, CNRS, Univ. Paris Diderot, Meudon, França), I. Leão (ESO, Garching, Alemanha; Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasil), B.L. Canto Martins (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasil), J.R. de Medeiros (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasil), L. R. Bedin (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Itália) , K. Biazzo (INAF-Osservatorio Astronomico di Catania, Catania, Itália), C. Melo (ESO, Santiago, Chile), C. Lovis (Observatoire de Geneve, Sauverny, Suíça) e S. Randich (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Itália).

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

• Artigo científico
• Nota de imprensa sobre resultados anteriores relativos ao Messier 67
• Fotografias do HARPS
• Fotografias de La Silla

Contactos

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Email: abrucala@mpe.mpg.de

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1621, 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.