213: VLBA produz a primeira visão tridimensional completa de um sistema binário com planeta

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A partir de baixa órbita de um planeta com cerca do dobro do tamanho de Júpiter, esta impressão de artista mostra a estrela que o planeta rodeia e a companheiro binária dessa estrela à distância.
Crédito: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

Ao rastrear, com precisão, uma pequena e quase imperceptível oscilação no movimento pelo do espaço de uma estrela próxima, os astrónomos descobriram um planeta semelhante a Júpiter em órbita dessa estrela, que faz parte de um sistema binário.

O seu trabalho, usando o VLBA (Very Long Baseline Array) da NSF (National Science Foundation), produziu a primeira determinação da estrutura completa e tridimensional das órbitas de um binário estelar e de um planeta em órbita de uma delas. Este feito, disseram os astrónomos, pode fornecer novos e valiosos conhecimentos sobre o processo de formação planetária.

Embora tenham sido descobertos até agora mais de 5000 exoplanetas, apenas três foram descobertos utilizando a técnica – chamada astrometria – que produziu esta descoberta.

Contudo, o feito de determinar a arquitectura 3D de um sistema binário que inclui um planeta “não pode ser alcançado com outros métodos de descoberta exoplanetária”, disse Salvador Curiel, na Universidade Nacional Autónoma do México (UNAM).

“Uma vez que a maioria das estrelas está em sistemas binários ou múltiplos, ser capaz de compreender sistemas como este ajudar-nos-á a compreender a formação planetária em geral”, disse Curiel.

As duas estrelas, que juntas são chamadas GJ 896AB, estão a cerca de 20 anos-luz da Terra – vizinhas próximas por padrões astronómicos. São anãs vermelhas, o tipo estelar mais comum na nossa Galáxia.

A maior, em torno da qual o planeta orbita, tem cerca de 44% da massa do nosso Sol, enquanto a mais pequena tem cerca de 17% da massa do Sol. Estão separadas por mais ou menos a distância que separa Neptuno do Sol e orbitam-se uma à outra a cada 229 anos.

Para o seu estudo de GJ 896AB, os astrónomos combinaram dados de observações ópticas do sistema feitas entre 1941 e 2017 com dados de observações do VLBA entre 2006 e 2011. Fizeram então novas observações VLBA em 2020.

A resolução super-nítida do VLBA a nível continental produziu medições extremamente precisas das posições das estrelas ao longo do tempo. Os astrónomos realizaram uma análise extensiva dos dados que revelaram os movimentos orbitais das estrelas, bem como o seu movimento através do espaço.

O rastreio detalhado do movimento da estrela maior mostrou uma ligeira oscilação que revelou a existência do planeta. A oscilação é provocada pelo efeito gravitacional do planeta sobre a estrela.

A estrela e o planeta orbitam um local entre eles que representa o seu centro comum de massa. Quando esse local, chamado baricentro, está suficientemente longe da estrela, o movimento da estrela em seu redor pode ser detectável.

Os astrónomos calcularam que o planeta tem cerca do dobro da massa de Júpiter e orbita a estrela a cada 284 dias. A sua distância à estrela é ligeiramente menos do que a distância de Vénus ao Sol. A órbita do planeta está inclinada cerca de 148 graus em relação às órbitas das duas estrelas.

“Isto significa que o planeta se move em torno da estrela principal na direcção oposta à da estrela secundária [em torno da estrela principal]”, disse Gisela Ortiz-León, da UNAM e do Instituto Max Planck para Radioastronomia.

“Esta é a primeira vez que tal estrutura dinâmica foi observada num planeta associado a um sistema binário compacto que presumivelmente foi formado no mesmo disco protoplanetário”, acrescentou.

“Estudos adicionais detalhados deste e de outros sistemas semelhantes podem ajudar-nos a obter conhecimentos importantes sobre como os planetas são formados em sistemas binários.

Existem teorias alternativas para o mecanismo de formação e mais dados podem possivelmente indicar qual é o mais provável”, disse Joel Sanchez-Bermudez da UNAM.

“Em particular, os modelos actuais indicam que um planeta tão grande é muito improvável como companheiro de uma estrela tão pequena, por isso talvez esses modelos precisem de ser ajustados”, salientou.

A técnica astrométrica será uma ferramenta valiosa para a caracterização de mais sistemas planetários, disseram os astrónomos. “Podemos fazer muitos mais trabalhos como este com o planeado ngVLA (Next Generation VLA)”, disse Amy Mioduszewski, do NRAO (National Radio Astronomy Observatory). “Com ele, podemos ser capazes de encontrar planetas tão pequenos como a Terra”.

Os astrónomos divulgaram os seus achados na edição de 1 de Setembro da revista The Astronomical Journal.

Astronomia On-line
6 de Setembro de 2022