Os cientistas usaram uma técnica chamada astrometria para obter imagens diretas de um dos planetas de menor massa, AF Lep b, orbitando uma jovem estrela parecida com o Sol. Este método pode revolucionar a forma como descobrimos planetas extrasolares, especialmente aqueles que são difíceis de detectar devido à sua distância, massa ou orientação em relação à Terra.
Astrônomos usando o Observatório W. M. Keck em Maunakea, Ilha do Havaí, descobriram um dos planetas de menor massa cujas imagens foram capturadas diretamente. Eles não apenas foram capazes de medir sua massa, mas também determinaram que sua órbita é semelhante à dos planetas gigantes em nosso próprio sistema solar.
O planeta, chamado AF Lep b, está entre os primeiros já descobertos usando uma técnica chamada astrometria; esse método mede os movimentos sutis de uma estrela hospedeira ao longo de muitos anos para ajudar os astrônomos a determinar se companheiros orbitais difíceis de ver, incluindo planetas, estão puxando-a gravitacionalmente.
O estudo, liderado pelo estudante de pós-graduação em astronomia Kyle Franson, da Universidade do Texas em Austin (UT Austin), foi publicado no Astrophysical Journal Letters.
“Quando processamos as observações usando o telescópio Keck II em tempo real para remover cuidadosamente o brilho da estrela, o planeta imediatamente apareceu e tornou-se cada vez mais aparente quanto mais tempo observávamos”, disse Franson.
As imagens diretas que a equipe de Franson capturou revelaram que AF Lep b tem cerca de três vezes a massa de Júpiter e orbita AF Leporis, uma jovem estrela parecida com o Sol a cerca de 87,5 anos-luz de distância. Eles tiraram uma série de imagens profundas do planeta a partir de dezembro de 2021; duas outras equipes também capturaram imagens do mesmo planeta desde então.
“Esta é a primeira vez que este método foi usado para encontrar um planeta gigante orbitando um jovem análogo do Sol”, disse Brendan Bowler, professor assistente de astronomia na UT Austin e autor sênior do estudo. “Isso abre a porta para usar essa abordagem como uma nova ferramenta para a descoberta de exoplanetas.”
Apesar de ter uma massa muito menor do que sua estrela hospedeira, um planeta em órbita faz com que a posição de uma estrela oscile ligeiramente em torno do centro de massa do sistema planetário. A astrometria usa essa mudança na posição de uma estrela no céu em relação a outras estrelas para inferir a existência de planetas em órbita. Franson e Bowler identificaram a estrela AF Leporis como uma que poderia abrigar um planeta, dada a forma como se moveu durante 25 anos de observações dos satélites Hipparcos e Gaia.
Para obter imagens diretas do planeta, a equipe da UT Austin usou o sistema de óptica adaptativa do Keck Observatory, que corrige as flutuações causadas pela turbulência na atmosfera da Terra, emparelhado com o Coronagraph Vector Vortex Camera 2 (NIRC2) do Telescópio Keck II, que suprime a luz de a estrela hospedeira para que o planeta pudesse ser visto com mais clareza. AF Lep b é cerca de 10.000 vezes mais fraca que sua estrela hospedeira e está localizada a cerca de 8 vezes a distância Terra-Sol.
“Imaginar planetas é um desafio”, disse Franson. “Temos apenas cerca de 15 exemplos e achamos que essa nova abordagem ‘informada dinamicamente’ possibilitada pelo telescópio Keck II e imagens de óptica adaptativa NIRC2 será muito mais eficiente em comparação com pesquisas cegas realizadas nas últimas duas décadas. ”
As duas maneiras mais comuns de encontrar planetas extrasolares envolvem a observação do escurecimento leve e periódico da luz das estrelas se um planeta passa regularmente na frente da estrela – como uma mariposa girando em torno de uma luz na varanda – e medindo mudanças mínimas nas frequências da luz das estrelas que resultam do planeta puxando a estrela para frente e para trás ao longo da direção da Terra. Ambos os métodos tendem a funcionar melhor com grandes planetas orbitando perto de suas estrelas hospedeiras, e ambos os métodos são indiretos: não vemos o planeta, vemos apenas como ele influencia a estrela.
O método de combinar imagens diretas com astrometria pode ajudar os astrônomos a encontrar planetas extra-solares que eram difíceis de encontrar antes com outros métodos porque estavam muito longe de sua estrela hospedeira, tinham massa muito baixa ou não tinham órbitas de borda como visto da Terra. Outro benefício dessa técnica é que ela permite aos astrônomos medir diretamente a massa de um planeta, o que é difícil com outros métodos em grandes distâncias orbitais.
Bowler disse que a equipe planeja continuar estudando AF Lep b.
“Este será um excelente alvo para caracterizar ainda mais com o Telescópio Espacial James Webb e a próxima geração de grandes telescópios terrestres, como o Giant Magellan Telescope e o Thirty Meter Telescope”, disse Bowler. “Já estamos planejando esforços de acompanhamento mais sensíveis em comprimentos de onda mais longos para estudar as propriedades físicas e a química atmosférica deste planeta.”
Publicado em 09/07/2023 00h38
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