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eso1435pt-br — Nota de imprensa científica

VLTI detecta luz exozodiacal

Novo desafio para obter imagens diretas de exo-Terras

3 de Novembro de 2014

Com o auxílio do Interferômetro do Very Large Telescope, uma equipe internacional de astrônomos detectou luz exozodiacal perto das zonas habitáveis de nove estrelas próximas. Esta luz trata-se da radiação estelar refletida por poeira criada a partir de colisões entre asteroides e evaporação de cometas. A presença de tais quantidades de poeira nas regiões internas em torno de algumas estrelas poderá ser um obstáculo à obtenção de imagens diretas de planetas do tipo terrestre.

Com o auxílio do Interferômetro do Very LargeTelescope (VLTI) operando no infravermelho próximo [1], uma equipe de astrônomos observou 92 estrelas próximas para investigar a luz exozodiacal originada por poeira quente perto das suas zonas habitáveis e combinou estes novos dados com observações anteriores [2]. Descobriu-se esta radiação brilhante - criada por grãos de poeira exozodiacal quente resplandecentes ou pela reflexão da radiação estelar nestes grãos - em torno de nove das estrelas observadas.

A luz zodiacal pode ser observada a partir de locais escuros e límpidos na Terra, apresentando-se como uma luz branca difusa e tênue no céu noturno, logo após o pôr do Sol ou antes do amanhecer. É criada pela luz solar refletida por pequenas partículas e parece estender-se até à vizinhança do Sol. Esta radiação refletida não é apenas observada a partir da Terra mas pode ser vista de qualquer ponto do Sistema Solar.

O brilho que se observou neste novo estudo é uma versão muito mais extrema do mesmo fenômeno. Apesar desta luz exozodiacal - luz zodiacal em torno de outros sistemas estelares - ter sido já observada, este é o primeiro grande estudo sistemático deste fenômeno noutras estrelas.

Contrariamente a observações anteriores, a equipe não observou poeira que dará mais tarde origem a planetas, mas sim poeira criada nas colisões entre pequenos planetas com alguns quilômetros de tamanho - os chamados planetesimais, que são objetos semelhantes a asteroides e cometas do Sistema Solar. É precisamente poeira desta natureza que está igualmente associada à luz zodiacal no Sistema Solar.

Se queremos estudar a evolução de planetas do tipo terrestre próximo das suas zonas habitáveis, temos que observar a poeira zodiacal nessa região em torno de outras estrelas”, diz Steve Ertel, do ESO e Universidade de Grenoble, França, autor principal do artigo científico que descreve os resultados. “Detectar e caracterizar este tipo de poeira em torno de outras estrelas é uma maneira de estudar a arquitetura e evolução de sistemas planetários”.  

Para conseguirmos detectar poeira muito tênue próximo da estrela central ofuscante são necessárias observações de alta resolução com alto contraste. A interferometria - que combina a radiação coletada por diferentes telescópios ao mesmo tempo - feita no infravermelho é, até agora, a única técnica que permite que este tipo de sistemas seja descoberto e estudado.

Ao utilizar o poder do VLTI, levando os instrumentos até ao seu limite máximo de eficácia e precisão, a equipe conseguiu atingir um nível de desempenho cerca de dez vezes melhor que com outros instrumentos existentes.

Para cada uma das estrelas, a equipe utilizou os Telescópios Auxiliares de 1,8 metros para coletar a radiação para o VLTI. Para os objetos que apresentavam luz exozodiacal foi possível resolver por completo os discos extensos de poeira e separar o seu fraco brilho da radiação estelar dominante [3].

Ao analisar as propriedades das estrelas rodeadas por um disco de poeira exozodiacal, a equipe descobriu que a maior parte da poeira é detectada em torno de estrelas mais velhas. Este resultado é bastante surpreendente e levanta algumas questões relativas aos sistemas planetários. Qualquer produção de poeira que conhecemos, causada por colisões de planetesimais, deveria diminuir com o tempo, uma vez que o número destes objetos vai reduzindo à medida que estes vão sendo destruídos.

A amostra dos objetos observados inclui também 14 estrelas para as quais houve já  detecção de exoplanetas. Todos estes planetas encontram-se na mesma região onde a poeira dos sistemas mostra luz exozodiacal. A presença de luz exozodiacal em sistemas com planetas poderá, por isso, dificultar os estudos astronômicos de exoplanetas.

A emissão da poeira exozodiacal, mesmo a baixos níveis, torna muito mais difícil a detecção de planetas do tipo terrestre a partir de imagens diretas. A luz exozodiacal detectada deste rastreio é cerca de um fator 1000 mais brilhante do que a luz zodiacal observada em torno do Sol. O número de estrelas que contêm luz zodiacal ao nível da do Sistema Solar é provavelmente muito maior do que os números encontrados neste rastreio. Estas observações são assim um primeiro passo em estudos mais detalhados de luz exozodiacal.

A elevada taxa de detecção encontrada a este nível de brilho sugere que deve haver um número significativo de sistemas que contêm poeira mais tênue que não foi detectada no nosso rastreio, mas que, ainda assim, é mais brilhante que a poeira zodiacal presente no Sistema Solar”, explica Olivier Absil, Universidade de Liège, co-autor do artigo. “A presença de tal poeira em tantos sistemas poderá por isso tornar-se um obstáculo a observações futuras, que pretendam obter imagens diretas de exoplanetas do tipo terrestre”.

Notas

[1] A equipe utilizou o instrumento visitante PIONIER no VLTI, o qual pode ligar interferometricamente os quatros Telescópios Auxiliares ou os quatro Telescópios Principais do VLT, no Observatório do Paranal. Deste modo, foi obtida, não apenas uma resolução extremamente elevada dos objetos, mas também se conseguiu uma elevada eficiência na observação.

[2] Observações anteriores feitas com a rede CHARA - um interferômetro astronômico óptico operado pelo Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA), da Universidade do Estado da Georgia, e o seu instrumento FLUOR, que combina o feixe de fibras.

[3] Como sub-produto, estas observações levaram também à descoberta inesperada de novas estrelas companheiras a orbitar algumas das estrelas mais massivas da amostra. “Estas novas companheiras sugerem que deveríamos rever a nossa compreensão atual de quantas estrelas deste tipo são efetivamente duplas”, disse Lindsay Marion, autora principal de um artigo científico adicional dedicado a este trabalho complementar, que usa os mesmos dados.

Mais Informações

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “A near-infrared interferometric survey of debris-disc stars. IV. An unbiased sample of 92 southern stars observed in H-band with VLTI/PIONIER”, de S. Ertel et al., que será publicado na revista especializada Astronomy & Astrophysics. O artigo complementar sobre as estrelas companheiras descobertas neste rastreio intitula-se "Searching for faint companions with VLTI/PIONIER. II. 92 main sequence stars from the Exozodi survey", de L. Marion et al., e aparecerá na mesma edição da revista.

A equipe é composta por S. Ertel (Université Grenoble Alpes, França; ESO, Chile), O. Absil (Universidade de Liège, Bélgica), D. Defrère (University of Arizona, EUA), J.-B. Le Bouquin (Université Grenoble Alpes), J.-C. Augereau (Université Grenoble Alpes), L. Marion (Universidade de Liège), N. Blind (Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemanha), A. Bonsor (University of Bristol, Reino Unido), G. Bryden (California Institute of Technology, Pasadena, EUA), J. Lebreton (California Institute of Technology) e J. Milli (Université Grenoble Alpes).

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Steve Ertel
European Southern Observatory
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e-mail: sertel@eso.org

Lindsay Marion
University of Liège
Liège, Belgium
Tel.: +32 4 366 97 58
Cel.: +32 472 347 742
e-mail: lindsay.marion@ulg.ac.be

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1435, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contato local para a imprensa. O representante brasileiro é Gustavo Rojas, da Universidade Federal de São Carlos. A nota de imprensa foi traduzida por Margarida Serote (Portugal) e adaptada para o português brasileiro por Gustavo Rojas.

Sobre a nota de imprensa

No. da notícia:eso1435pt-br
Facility:Very Large Telescope,Very Large Telescope Interferometer
Science data:2014A&A...570A.128E

Imagens

Concepção artística de luz exozodiacal brilhante
Concepção artística de luz exozodiacal brilhante
Luz zodiacal sobre La Silla
Luz zodiacal sobre La Silla
Luz zodiacal vista a partir do Paranal
Luz zodiacal vista a partir do Paranal

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Concepção artística de luz exozodiacal brilhante
Concepção artística de luz exozodiacal brilhante

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