O planeta mais raro do universo pode estar escondido no nariz de Órion

Os três anéis empoeirados de GW Orionis, um sistema solar de estrela tripla na constelação de Orion. O anel interno instável pode conter um planeta jovem.

(Imagem: © ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), S. Kraus & J. Bi; NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello)


Este pode ser o primeiro planeta conhecido no universo a orbitar três sóis ao mesmo tempo.

Empoleirado na ponta do nariz de Orion, lá gira um sistema solar que poderia dar a Tatooine – o planeta natal gêmeo de Luke Skywalker – uma corrida pelo seu dinheiro.

Conhecido como GW Orionis (ou GW Ori) e localizado a cerca de 1.300 anos-luz da Terra, o sistema é um raro exemplo de sistema solar de três estrelas, com dois sóis orbitando um ao outro no centro, e uma terceira estrela girando em torno de seu irmãos de várias centenas de milhões de quilômetros de distância. Os cientistas identificaram previamente o sistema por seus três anéis brilhantes de poeira formadora de planetas, aninhados um dentro do outro como um enorme alvo laranja no céu.

Agora, uma análise mais detalhada revela que os anéis podem conter mais do que apenas poeira; de acordo com dois estudos recentes, publicados hoje (3 de setembro) na revista Science e 21 de maio no The Astrophysical Journal Letters, pode haver um planeta jovem, ou a formação de um, projetando-se dentro dos anéis e expulsando todo o sistema equilíbrio gravitacional. A presença de tal planeta não só ajudaria a explicar por que o anel interno do sistema parece estar oscilando descontroladamente como um giroscópio quebrado – mas, se confirmado, o mundo distante também se tornaria o primeiro exemplo conhecido de um único planeta orbitando três sóis em uma vez, disseram os pesquisadores.

“Nossas simulações mostram que a atração gravitacional das estrelas triplas por si só não pode explicar o grande desalinhamento observado [nos anéis]”, Nienke van der Marel, astrofísico da Universidade de Victoria no Canadá e coautor do estudo de 21 de maio, disse em um comunicado. “Achamos que a presença de um planeta … provavelmente esculpiu uma lacuna de poeira e quebrou o disco [onde os anéis interno e externo se encontram].”

Uma oscilação nos anéis

A maioria dos sistemas solares do universo é formada por pares binários – duas estrelas que orbitam uma à outra em torno de um centro de gravidade comum. (Mesmo o sol da Terra pode ter um gêmeo perdido há muito tempo à espreita em algum lugar além de Netuno, afirmou um estudo recente). Sistemas de estrelas triplas, como GW Orionis, são muito menos comuns, pois a atração gravitacional combinada de três sóis pode ser difícil de reconciliar; se a massa da terceira estrela e a distância do outro par não estiverem corretas, essa estrela pode ser facilmente expulsa do sistema e entrar no espaço interestelar, concluiu um estudo de 1994 no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Mesmo quando três estrelas se alinham, sua gravidade combinada pode ter alguns efeitos estranhos. Em nosso sistema solar, cada planeta fica dentro de um único disco de gás e poeira, e cada um orbita em um plano relativamente plano que está alinhado com nosso sol. Em GW Ori, três anéis diferentes de poeira orbitam em torno do centro do sistema solar, e nenhum deles está alinhado com a órbita das três estrelas. Somado a isso, o anel mais interno do sistema está totalmente desalinhado com os dois anéis maiores externos, projetando-se diagonalmente para fora do plano como um navio afundando.

Uma representação dos três anéis desalinhados (laranja) de GW Orionis. O anel interno sobressai dos outros dois como um navio afundando, e nenhum dos anéis está alinhado com as três estrelas do sistema. (Crédito da imagem: Kraus et al., 2020; NRAO / AUI / NSF)

Van der Marel e seus colegas descobriram esse desalinhamento usando observações do telescópio Atacama Large Millimeter Array (ALMA) no Chile. Eles também descobriram que o anel mais externo, que fica em 338 unidades astronômicas (ou 338 vezes a distância média entre a Terra e o Sol) do centro do sistema, contém massa de poeira suficiente para construir 245 planetas semelhantes à Terra – tornando-o o maior disco protoplanetário único em qualquer sistema solar conhecido.

No novo estudo da Science, uma segunda equipe de astrônomos examinou os anéis tortuosos de Ori, desta vez usando o ALMA e o Very Large Telescope do European Southern Observatory (VLT). Essas observações revelaram a sombra do anel interno do sistema envolvida nos anéis externos, permitindo aos pesquisadores medir a forma e o tamanho precisos do pequeno anel. A equipe também mapeou as órbitas das três estrelas do sistema ao longo de 11 anos, cobrindo um período orbital completo.

“Isso se provou crucial para entender como as estrelas moldam o disco”, disse o co-autor do estudo John Monnier, professor de astronomia da Universidade de Michigan, no comunicado.

Juntos, os dois estudos mostram como os movimentos desalinhados das estrelas de GW Ori podem ter deformado o disco empoeirado do sistema solar por meio de um processo chamado “efeito de ruptura do disco”, no qual a atração gravitacional de diferentes estrelas faz com que o disco se rasgue em anéis distintamente separados . Esta é a primeira vez que um disco desalinhado foi conclusivamente vinculado ao efeito – no entanto, os pesquisadores acrescentaram, a atração das estrelas por si só não explica completamente o comportamento estranho do sistema.

Instantâneos de uma simulação de GW Orionis, mostrando como seus anéis se formaram. A atração gravitacional competitiva das três estrelas (e possivelmente de um planeta jovem) fez com que o disco empoeirado se partisse em três anéis distintos. (Crédito da imagem: Kraus et al., 2020)

A peça que faltava no quebra-cabeça pode ser um planeta não descoberto, espreitando bem no ponto de ruptura entre os anéis interno e externo do disco, disseram os pesquisadores.

“O anel interno contém poeira suficiente para construir 30 Terras, o que é suficiente para um planeta se formar no anel”, disse Stefan Kraus, professor de astrofísica da Universidade de Exeter no Reino Unido e principal autor do estudo da Science, em a declaração.

Ao contrário de qualquer outro planeta conhecido, o mundo orbitaria simultaneamente todos os três sóis no centro de seu sistema solar – separando-o de outros exoplanetas estranhos como o LTT 1445Ab, que orbita uma única estrela em um sistema de três estrelas a 22 anos-luz da Terra. Há poucas evidências concretas da existência do planeta agora, mas a mera sugestão de sua presença sugere que os planetas podem ser capazes de se formar até mesmo nos sistemas solares mais excêntricos e deformados, disseram os pesquisadores.

Infelizmente, mesmo que o planeta hipotético exista, não haverá Skywalkers olhando melancolicamente para o horizonte de três sol; de acordo com os modelos da equipe, este mundo teria que ficar a cerca de 46 UA de suas estrelas hospedeiras – consideravelmente mais longe do que Netuno está do nosso sol (30 UA). Seria um mundo inóspito, escravo de uma atração gravitacional selvagem que não se parece com nada que os cientistas já tenham visto. Que a Força esteja com ele.


Publicado em 06/09/2020 21h50

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