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eso1919pt-br — Nota de imprensa científica

Descoberto primeiro planeta gigante em torno de anã branca

Observações do ESO indicam que o exoplaneta do tipo de Netuno está evaporando

4 de Dezembro de 2019

Com o auxílio do Very Large Telescope do ESO, os pesquisadores encontraram, pela primeira vez, evidências de um planeta gigante associado a uma estrela anã branca. O planeta orbita a anã branca quente, o remanescente de uma estrela parecida com o Sol, a curta distância, fazendo com que sua atmosfera seja removida e forme um disco de gás ao redor da estrela. Este sistema único sugere como será o nosso próprio Sistema Solar em um futuro distante.

Foi uma daquelas descobertas que se fazem por acaso,” comenta o pesquisador Boris Gänsicke, da Universidade de Warwick, no Reino Unido, que liderou o estudo publicado hoje na Nature. A equipe estudou cerca de 7000 anãs brancas observadas pelo Sloan Digital Sky Survey e descobriu uma muito diferente das restantes. Ao analisar as variações sutis da radiação emitida pela estrela, eles descobriram indícios de elementos químicos em quantidades que nunca tinham sido antes observadas numa anã branca. “Sabíamos que tinha de haver algo de excepcional acontecendo neste sistema e especulamos que isso pode estar relacionado a algum tipo de remanescente planetário.

Para ter uma ideia melhor das propriedades desta estrela incomum, chamada WDJ0914+1914, a equipe observou-a com o instrumento X-shooter montado no Very Large Telescope do ESO, no deserto chileno do Atacama. Estas observações de acompanhamento confirmaram a presença de hidrogênio, oxigênio e enxofre associados à anã branca. Ao estudar os detalhes nos espectros obtidos pelo X-shooter, a equipe descobriu que estes elementos se encontravam em um disco de gás em torno da anã branca e não na estrela propriamente dita.

Demorou algumas semanas para pensar que a única maneira de tal disco poder existir seria devido à evaporação de um planeta gigante,” explica Matthias Schreiber da Universidade de Valparaíso, no Chile, que calculou a evolução passada e futura do sistema.

As quantidades detectadas de hidrogênio, oxigênio e enxofre são semelhantes às encontradas nas profundas camadas atmosféricas de planetas gigantes e gelados, como Netuno e Urano. Se um tal planeta orbitasse perto da anã branca quente, a intensa radiação ultravioleta emitida pela estrela arrancaria as suas camadas mais exteriores e parte deste gás acabaria num disco girando em torno da anã branca. É este fenômeno que os cientistas pensam estar vendo em torno da WDJ0914+1914: o primeiro planeta em evaporação orbitando uma anã branca.

Combinando dados observacionais com modelos teóricos, a equipe de astrônomos do Reino Unido, Chile e Alemanha conseguiu obter uma ideia mais clara deste sistema único. A anã branca é pequena e extremamente quente, apresentando uma temperatura de 28 000 graus Celsius (o que corresponde a cinco vezes a temperatura do Sol). O planeta, por sua vez, é gelado e grande — pelo menos duas vezes o tamanho da estrela. Uma vez que descreve uma órbita muito próxima da estrela, completando uma translação em apenas 10 dias, os fótons de alta energia emitidos pela estrela estão gradualmente "soprando" a atmosfera do planeta. A maior parte do gás escapa, mas parte é puxado para um disco que gira em torno da estrela, a uma taxa de 3000 toneladas por segundo. É este disco que faz com que o planeta do tipo de Netuno seja visível, o que não aconteceria de outro modo.

Esta é a primeira vez que conseguimos medir a quantidade de gases como oxigênio e enxofre no disco, o que nos fornece informação sobre a composição de atmosferas de exoplanetas,” diz Odette Toloza da Universidade de Warwick, que desenvolveu um modelo para o disco de gás que circunda a anã branca.

Esta descoberta também abre uma nova janela para o destino final de sistemas planetários,” acrescenta Gänsicke.

As estrelas como o nosso Sol queimam hidrogénio nos seus núcleos durante a maior parte das suas vidas. Quando gastam este combustível, crescem transformando-se em gigantes vermelhas, tornando-se centenas de vezes maiores e “engolindo” os planetas mais próximos. No caso do Sistema Solar, isso incluirá Mercúrio, Vênus e até a Terra, que serão consumidos pelo Sol em sua fase de gigante vermelha dentro de cerca de 5 bilhões de anos. Eventualmente, o Sol perderá as suas camadas mais exteriores, sobrando apenas um núcleo gasto e consumido, uma anã branca. Tais restos estelares podem ainda hospedar planetas e estima-se que existam muitos destes sistemas estelares na nossa Galáxia. No entanto, até agora os cientistas nunca tinham descoberto evidências de um planeta gigante sobrevivente em torno de uma anã branca. A detecção de um exoplaneta em órbita da WDJ0914+1914, situada a cerca de 1500 anos-luz de distância da Terra na constelação de Câncer, pode ser a primeira de muitas detecções deste tipo de sistemas.

De acordo com os pesquisadores, o exoplaneta, agora descoberto graças ao X-shooter do ESO, orbita a anã branca a uma distância de apenas 10 milhões de km, ou 15 vezes o raio do Sol, o que teria correspondido ainda ao interior da gigante vermelha. A localização incomum do planeta sugere que em algum momento após a estrela se tornar uma anã branca, o planeta se deslocou para mais perto desta. Os astrônomos acreditam que esta nova órbita pode ter sido o resultado de interações gravitacionais com outros planetas no sistema, o que significaria que mais do que um planeta pode ter sobrevivido à violenta transição da sua estrela hospedeira.

Até recentemente, pouquíssimos astrônomos paravam para refletir sobre o destino dos planetas em órbita de estrelas moribundas. A descoberta de um planeta em órbita muito próxima de um núcleo estelar consumido demonstra que o Universo desafia constantemente as nossas mentes a ir além de nossas idéias estabelecidas,” conclui Gänsicke.

Mais Informações

Esta pesquisa foi apresentada em um artigo publicado na revista Nature.

A equipe é composta por: Boris Gänsicke (Department of Physics & Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick, Reino Unido), Matthias Schreiber (Institute of Physics and Astronomy, Millennium Nucleus for Planet Formation, Valparaiso University, Chile), Odette Toloza (Department of Physics, University of Warwick, Reino Unido), Nicola Gentile Fusillo (Department of Physics, University of Warwick, Reino Unido), Detlev Koester (Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Kiel, Alemanha) e Christopher Manser (Department of Physics, University of Warwick, Reino Unido).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a pesquisa em astronomia e é de longe o observatório astronômico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polônia, Portugal, Reino Unido, República Tcheca, Suécia e Suíça, além do país anfitrião, o Chile, e a Austrália, como parceiro estratégico. O ESO se destaca por realizar um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronômicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrônomos importantes descobertas científicas. O ESO também desempenha um papel de liderança na promoção e organização da cooperação em pesquisa astronômica. 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 e o Interferômetro do Very Large Telescope, o observatório astronômico óptico mais avançado do mundo, além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO também é um parceiro importante em duas instalações situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronômico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está construindo o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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University of Warwick
UK
Tel.: +44 247 657 4741
e-mail: boris.gaensicke@warwick.ac.uk

Matthias Schreiber
Valparaiso University
Chile
Tel.: +56 32 299 5518
e-mail: matthias.schreiber@uv.cl

Odette Toloza
University of Warwick
UK
e-mail: odette.toloza@warwick.ac.uk

Nicola Gentile Fusillo (study co-author)
European Southern Observatory and University of Warwick
Germany
Tel.: +49 8932 0067 50
Cel.: +44 7476 9595 49
e-mail: ngentile@eso.org

Christopher Manser (study co-author)
University of Warwick
UK
Tel.: +44 7516 8167 53
e-mail: c.manser@warwick.ac.uk

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1919, 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 Eugênio Reis Neto, do Observatório Nacional/MCTIC. A nota de imprensa foi traduzida por Margarida Serote (Portugal) e adaptada para o português brasileiro por Eugênio Reis Neto.

Sobre a nota de imprensa

No. da notícia:eso1919pt-br
Nome:WDJ0914+1914
Tipo:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Facility:Very Large Telescope
Instruments:X-shooter
Science data:2019Natur.576...61G

Imagens

Concepção artística do sistema WDJ0914+1914
Concepção artística do sistema WDJ0914+1914
A localização da WDJ0914+1914 na Constelação de Câncer
A localização da WDJ0914+1914 na Constelação de Câncer

Vídeos

ESOcast 212 Light: Descoberto primeiro planeta gigante em torno de anã branca
ESOcast 212 Light: Descoberto primeiro planeta gigante em torno de anã branca
Concepção artística do sistema WDJ0914+1914
Concepção artística do sistema WDJ0914+1914
Concepção artística do Sol se transformando em uma gigante vermelha
Concepção artística do Sol se transformando em uma gigante vermelha

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