Tecnologia Científica

Astrônomos revelam a primeira imagem direta de Beta Pictoris c usando um novo instrumento de astronomia
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.
Por Hannelore Hämmerle, Max Planck Society - 04/10/2020


Essas imagens esquemáticas 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 painel 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 Departamento de Gráficos

A grande maioria dos planetas próximos a estrelas estrangeiras 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 agora conseguiu obter a primeira confirmação direta de um exoplaneta previamente descoberto usando o método de medição de velocidade radial. Usando o instrumento GRAVITY nos telescópios 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.

Combinando a luz dos quatro grandes telescópios VLT, os astrônomos da colaboração GRAVITY 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 planeta encontrado a orbitar sua estrela-mãe. Ele foi detectado originalmente pela chamada "velocidade radial", que mede o arrasto e a atração da estrela-mãe devido à órbita do planeta. b Pictoris c está tão perto de sua estrela-mãe que até os melhores telescópios não foram capazes de obter imagens do planeta diretamente até agora.

“Esta é a primeira confirmação direta de um planeta detectado pelo método da velocidade radial ”, diz 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 foram capazes de obter uma observação direta de um desses planetas. Isso só foi possível porque o instrumento 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, o cientista-chefe do projeto GRAVITY no MPE. "Estamos apenas começando a explorar novos mundos impressionantes, desde o buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia até planetas fora do sistema solar."

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

b Pictoris c é, portanto, o primeiro planeta que foi 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 do GRAVITY. "Como regra geral, quanto maior a massa do planeta, mais luminoso ele é."

Neste caso, entretanto, os dados sobre os dois planetas são um tanto intrigantes: a luz que vem de b Pictoris c é seis vezes mais fraca do que seu irmão maior, b Pictoris b. 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: uma órbita completa para o planeta b em torno de sua estrela leva 28 de nossos anos!

"Usamos GRAVITY antes para obter espectros de outros exoplanetas com imagens diretas, os quais já continham dicas sobre seu processo de formação", acrescenta Paul Molliere, que como pós-doutorado na MPIA está modelando espectros de exoplanetas. "Esta medição de brilho de 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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