Nota de Imprensa

Formação Planetária em Ação?

Astrónomos podem ter descoberto o primeiro objeto limpando o seu caminho no disco natal circundando uma estrela jovem

24 de Fevereiro de 2011

Uma equipa internacional de astrónomos utilizou o Very Large Telescope do ESO para estudar um disco de matéria de curta duração em torno de uma estrela jovem que se encontra nas fases iniciais da formação de um sistema planetário. Pela primeira vez foi detectado um companheiro mais pequeno que pode ser o causador de um grande espaço vazio encontrado no disco. Observações futuras determinarão se este companheiro é um planeta ou uma anã castanha.

Os planetas formam-se a partir de discos de matéria em torno de estrelas jovens, mas a transição de disco de poeira para sistema planetário é rápida, o que faz com que poucos objetos sejam observados durante essa fase [1]. Um destes objetos é T Chamaeleontis (T Cha), uma estrela de baixa luminosidade situada na pequena constelação austral do Camaleão que, embora comparável ao Sol, se encontra ainda no início da sua vida [2]. T Cha situa-se a cerca de 330 anos-luz de distância e tem apenas sete milhões de anos de idade. Até agora nunca foram encontrados planetas a formarem-se nestes discos em transição, embora já tenham sido vistos planetas em discos mais maduros (eso0842, heic0821).

“Estudos anteriores mostraram que T Cha é excelente para estudar a formação de sistemas planetários,” diz Johan Olofsson (Instituto Max Planck para a Astronomia, Heidelberg, Alemanha), autor principal de um dos dois artigos científicos que descrevem este novo trabalho, publicados na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics. “Mas esta estrela encontra-se muito distante de nós e por isso necessitámos de toda a capacidade do interferómetro do Very Large Telescope (VLTI) para podermos observar os mais pequenos detalhes e vermos bem o que se está  a passar no disco de poeira.”

Numa primeira fase os astrónomos observaram T Cha com o instrumento AMBER e o interferómetro do VLT (VLTI) [3]. Descobriram que uma parte do material do disco formou um anel de poeira fino a apenas 20 milhões de quilómetros da estrela. Para lá deste disco interior encontraram uma região desprovida de poeiras que se estende até cerca de 1.1 mil milhões de quilómetros da estrela, distância a partir da qual começa o disco de poeira exterior.

Nuria Huélamo (Centro de Astrobiologia, ESAC, Espanha), autora principal do segundo artigo científico, continua: “Para nós este espaço vazio no disco de poeira em torno de T Cha era como uma pistola a deitar fumo, e perguntámo-nos: poderemos estar a observar uma companheira a limpar um espaço no interior do seu disco protoplanetário?”

No entanto, encontrar uma companheira de fraca luminosidade tão perto de uma estrela brilhante é um tremendo desafio e a equipa teve necessidade de utilizar o instrumento NACO, montado no VLT, aplicando um novo e poderoso método chamado “sparse aperture masking” [4]. Depois de uma análise cuidada, a equipa encontrou a assinatura clara de um objeto situado no interior do espaço vazio do disco de poeira, a cerca de um milhar de milhões de quilómetros de distância da estrela - ligeiramente mais afastado do que Júpiter se encontra do Sol - e próximo da fronteira exterior da zona vazia. Esta é a primeira deteção de um objeto muito mais pequeno do que uma estrela no interior de um espaço vazio num disco de poeira a formar planetas em torno de uma estrela jovem. Indícios sugerem que este objeto não é uma estrela normal [5] mas poderá ser ou uma anã castanha rodeada de poeira [6] ou, mais excitante ainda, um planeta recém formado.

Huélamo conclui: “Este é um estudo extraordinário que combina dois instrumentos de ponta do Observatório do Paranal do ESO. Observações futuras permitir-nos-ão descobrir mais sobre a companheira e o disco, e compreender qual o mecanismo que origina o disco de poeira interior.”

Notas

[1] Os discos em transição podem ser detectados porque emitem menos radiação nos comprimentos de onda do infravermelho médio. A limpeza de poeira próximo da estrela e a criação de espaços e buracos podem estar na origem desta radiação a menos. Planetas recém formados podem ter criado estes espaços, embora existam também outras explicações.

[2] T Cha é uma estrela T Tauri, uma estrela muito jovem que ainda se encontra em contração, a evoluir em direção à sequência principal.

[3] Os astrónomos utilizaram o instrumento AMBER (sigla do inglês Astronomical Multi-BEam combineR) e o VLTI para combinarem a radiação coletada pelos quatro telescópios de 8.2 metros que compõem o VLT, criando assim um “telescópio virtual” de 130 metros de diâmetro.

[4] NACO (ou NAOS-CONICA, nome completo) é um instrumento de óptica adaptativa montado no Very Large Telescope do ESO. Graças à óptica adaptativa os astrónomos conseguem remover a maior parte do efeito de turbulência da atmosfera e obter imagens muito nítidas. A equipa utilizou um método novo chamado "sparse aperture masking" (SAM) para procurar o objeto companheiro. Este é um tipo de interferómetro que, em vez  de combinar a radiação de diversos telescópios como é o caso do VLTI, utiliza diferentes partes do espelho de um único telescópio (neste caso o espelho do Telescópio 4 do VLT). Esta nova técnica é particularmente adequada para procurar objetos de fraca luminosidade muito próximo de objetos brilhantes. O instrumento VLTI/AMBER está melhor equipado para estudar a estrutura do disco interior sendo menos sensível à presença de um companheiro distante.

[5] Os astrónomos procuraram o companheiro utilizando o instrumento NACO em duas bandas espectrais diferentes -  a cerca de 2.2 microns e a 3.8 microns. O objeto companheiro só se observa no maior comprimento de onda, o que significa que este objeto ou é frio como um planeta ou é uma anã castanha rodeada de poeira.

[6] As anãs castanhas são objetos situados entre as estrelas e os planetas em termos de tamanho. Não possuem massa suficiente para poderem queimar hidrogénio nos seus centros mas são maiores que os planetas gigantes do tipo de Júpiter.

Informações adicionais

Este trabalho foi apresentado em dois artigos científicos: Olofsson et al. 2011, “Warm dust resolved in the cold disk around TCha with VLTI/AMBER”, e Huélamo et al. 2011, “A companion candidate in the gap of the T Cha transitional disk”, artigos esses que sairão na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

A equipa é composta por J. Olofsson (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Heidelberg, Alemanha), M. Benisty (MPIA), J.-C. Augereau (Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble [IPAG], França), C. Pinte (IPAG), F. Ménard (IPAG), E. Tatulli (IPAG), J.-P. Berger (ESO, Santiago, Chile), F. Malbet (IPAG), B. Merín (Herschel Science Centre, Madrid, Espanha), E. F. van Dishoeck (Universidade de Leiden, Holanda), S. Lacour (Observatoire de Paris, França), K. M. Pontoppidan (California Institute of Technology, USA), J.-L. Monin (IPAG), J. M. Brown (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Alemanha), G. A. Blake (California Institute of Technology), N. Huélamo (Centro de Astrobiología, ESAC, ESpanha), P. Tuthill (University of Sydney, Austrália), M. Ireland (University of Sydney), A. Kraus (University of Hawaii) e G. Chauvin (Université Joseph Fourier, Grenoble, França).

O ESO, o Observatório Europeu do Sul, é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 15 países: Áustria, Alemanha, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Itália, Holanda, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico, no visível, mais avançado do mundo e o VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio  ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 42 metros que observará na banda do visível e próximo infravermelho. O E-ELT será “o maior olho no céu do mundo”.

Links

• Artigos científicos (Olofsson, J. et. al., Huélamo, N. et. al.)
• Fotografias do VLT

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1106, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.