Nos últimos quatro anos, um instrumento ligado a um telescópio nos Andes chilenos – conhecido como o Gemini Planet Imager – fixou seu olhar em 531 estrelas em busca de novos planetas. A equipe, liderada pela Universidade de Stanford, está divulgando as descobertas iniciais da primeira metade da pesquisa, publicada em 12 de junho no The Astronomical Journal.
A pesquisa registrou seis planetas e três anãs marrons orbitando essas 300 estrelas e ofereceu novos detalhes sobre os planetas semelhantes a Júpiter, o que poderia influenciar as teorias sobre como a Terra se formou e se tornou habitável.
“Nos últimos vinte anos, os astrônomos descobriram todos esses sistemas solares que são realmente diferentes dos nossos”, disse Bruce Macintosh, professor de física em Stanford na Escola de Humanidades e Ciências. “A questão que queremos entender, em última instância, é: existem planetas portadores de vida e semelhantes à Terra lá fora? E uma maneira de responder isso é entender como outros sistemas solares se formam.”
Ao contrário de outras técnicas de caça ao planeta, que dependem da procura de sinais de um planeta – como o efeito de sua gravidade na estrela-mãe – em vez do próprio planeta, o Gemini Planet Imager tira fotos diretas, tirando o fraco planeta do clarão de uma estrela um milhão de vezes mais brilhante.
“Os planetas gigantes em nosso próprio sistema solar vivem entre cinco e 30 vezes a distância orbital da Terra, e pela primeira vez estamos investigando uma região semelhante em torno de outras estrelas”, disse Eric Nielsen, pesquisador do Instituto Kavli de Astrofísica de Partículas. e Cosmologia e principal autor do artigo. “É muito excitante poder começar a montar um censo dos planetas maiores que Júpiter nos sistemas solares externos de algumas de nossas estrelas vizinhas.”
Talvez um sistema especial
A maioria das outras técnicas sondam as partes internas dos sistemas solares. Mas o Gemini Planet Imager se concentra especificamente em exoplanetas grandes, jovens e distantes da estrela que eles orbitam. Em nosso sistema solar, as partes externas são o lar dos planetas gigantes. O Gemini Planet Imager ajuda os pesquisadores a entender melhor se outros sistemas solares têm planetas como Júpiter. No entanto, enquanto o Gemini Planet Imager é um dos mais sensíveis sensores de imagem do planeta, ainda há objetos que o iludem e os planetas que esse time pode ver atualmente são aqueles com mais que o dobro da massa de Júpiter.
Na primeira metade da pesquisa, o Gemini Planet Imager encontrou menos exoplanetas do que os pesquisadores esperavam. No entanto, os exoplanetas que eles viram contribuíram para um dos seus resultados mais fortes: cada um dos seis planetas orbitava uma estrela grande e brilhante – apesar do fato de que os planetas são mais fáceis de ver perto de estrelas fracas. Isso mostra conclusivamente que os planetas gigantes em órbita larga são mais comuns em torno de estrelas de alta massa, pelo menos 1,5 vezes mais massivas que o sol. Enquanto isso, para estrelas parecidas com o sol, os primos maiores de Júpiter são muito mais raros do que os pequenos planetas descobertos perto de suas estrelas por missões como o Kepler da NASA.
“Dado o que nós e outras pesquisas vimos até agora, nosso sistema solar não se parece com outros sistemas solares”, disse Macintosh. “Não temos tantos planetas acondicionados tão perto do sol quanto suas estrelas e agora temos evidências de que uma outra maneira de sermos raros é ter esses planetas de Júpiter e acima.”
Embora exoplanetas equivalentes exatamente a Júpiter estejam além do alcance de seus instrumentos, não encontrar nenhum indício de algo parecido com Júpiter ao redor dessas 300 estrelas deixa aberta a possibilidade de que nosso Júpiter seja especial.
Um outro resultado da primeira metade da pesquisa é que anãs marrons – objetos maiores que planetas mas menores que estrelas – são uma população muito distinta dos planetas. Isso pode apontar para um mecanismo de formação diferente para essa classe de objetos, sugerindo que as anãs marrons são mais parecidas com estrelas com falha do que planetas super-grandes.
Combinado com outras técnicas, este trabalho aponta a distância de uma estrela na qual o número de planetas gigantes vai de crescente a decrescente – cerca de cinco a dez unidades astronômicas (uma unidade astronômica é a distância do Sol à Terra).
“A região central pode ser onde você provavelmente encontrará planetas maiores que Júpiter em torno de outras estrelas”, acrescentou Nielsen, “o que é muito interessante, já que é onde vemos Júpiter e Saturno em nosso próprio sistema solar”.
Todas as três principais descobertas apóiam a hipótese de que planetas gigantes provavelmente se formam “de baixo para cima” pelo acúmulo de partículas ao redor de um núcleo sólido, enquanto anãs marrons provavelmente formam “de cima para baixo” como resultado de enormes instabilidades gravitacionais no disco de gás e poeira. a partir do qual um sistema solar se desenvolve.
Trabalhando seu caminho para a Terra
A Pesquisa de Exoplanetas Gemini Planet Imager (GPIES) observou sua 531ª e última estrela em janeiro de 2019. A equipe do Gemini Planet Imager agora está trabalhando para tornar o instrumento mais sensível a exoplanetas menores e mais frios que orbitam mais perto de seus sóis. Enquanto isso, as pesquisas capazes de observar indiretamente esses exoplanetas estão mudando sua sensibilidade para fora. Em um futuro não muito distante, os dois deveriam se reunir nos cantos do espaço, onde um sistema solar como o nosso ainda poderia estar se escondendo. Seja qual for o instrumento que seja o primeiro capaz de visualizar diretamente um mundo semelhante à Terra, o Macintosh imagina que será, pelo menos em parte, um descendente do Gemini Planet Imager.
“Neste momento, vemos esses planetas como manchas vermelhas e difusas. Algum dia, será uma mancha azul difusa. E aquela pequena, pequena e difusa bolha azul será uma Terra”, disse Macintosh. “Chegar ao Earths levará uma missão espacial que está provavelmente a cerca de 20 anos de distância. Mas quando voa, usa um espectrógrafo como o que construímos e espelhos deformáveis ??como o que temos e software com linhas de código que escrevemos “
Mais imediatamente, os membros da equipe do GPIES planejam publicar resultados adicionais sobre a pesquisa, incluindo informações que coletaram sobre as atmosferas dos exoplanetas que viram, e terminam de analisar os dados obtidos durante a segunda metade da pesquisa.
“Ajudei a tirar as primeiras imagens de busca do planeta GPIES há quatro anos e meio”, disse Robert De Rosa, pesquisador do Instituto Kavli de Astrofísica de Partículas e Cosmologia e co-autor do estudo, que passou muitas noites observando com o Gemini Planet Imager no Chile e remotamente de Stanford. “É agridoce ver isso chegar ao fim.”
Publicado em 13/06/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-06-gemini-planet-imager-stars.html
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