Estrela dupla ajuda a explicar estranhas órbitas dos exoplanetas

Com informações do ESO - 31/07/2014

Por que é que tantos exoplanetas - contrariamente aos planetas do Sistema Solar - apresentam estranhas órbitas excêntricas ou inclinadas? Esta pode ser uma das razões.
[Imagem: R. Hurt (NASA/JPL-Caltech/IPAC)]

Estrelas binárias

Astrônomos descobriram um par de discos protoplanetários estranhamente desalinhados.

Esses discos podem ser as sementes de novos planetas, que se formarão em torno das duas estrelas jovens do sistema binário HK Tauri.

Estas novas observações ajudam a explicar por que é que tantos exoplanetas têm estranhas órbitas excêntricas, inclinadas e até retrógradas, contrariamente aos planetas do Sistema Solar, que acompanham todos o mesmo plano.

Embora estrelas binárias possam parecer uma curiosidade, contrariamente ao nosso Sol solitário, a maioria das estrelas forma-se em pares - duas estrelas que orbitam em torno uma da outra. Ou seja, as estrelas binárias são muito comuns.

Como tudo o que os astrônomos tinham para estudar até cerca de 10 anos atrás era o nosso bem-comportado Sistema Solar, essas observações estão colocando uma série de questões e embaraços para as teorias, incluindo como e onde é que os planetas se formam nestes meios tão complexos - o fato é que o Sistema Solar não é mais um modelo para os outros sistemas planetários.

Órbitas inclinadas

As duas estrelas do sistema HK Tauri, que se localizam a cerca de 4.500 anos-luz de distância da Terra, na constelação do Touro, têm menos de cinco milhões de anos de idade e estão a cerca de 58 bilhões de quilômetros uma da outra - o que corresponde a 13 vezes a distância entre Netuno e o Sol.

A estrela mais tênue, HK Tauri B, está rodeada por um disco protoplanetário totalmente inclinado, bloqueando a luz emitida pela estrela. Isto é interessante porque o bloqueio da radiação estelar permite obter boas imagens do disco na luz visível ou nos comprimentos de onda do infravermelho próximo.

A estrela companheira, HK Tauri A, também possui um disco, mas em um alinhamento que nos deixa ver a própria estrela. Consequentemente, o disco não pode ser observado na luz visível já que o seu brilho tênue desaparece no brilho intenso da estrela. No entanto, o disco brilha intensamente nos comprimentos de onda do milímetro, o que permitiu sua detecção clara pelo telescópio ALMA.

Os dois discos estão desalinhados em pelo menos 60 graus.

Esta imagem mostra dados de velocidade obtidos com o ALMA, que ajudaram os astrônomos a determinar que os discos na HK Tauri estavam desalinhados. As áreas vermelhas representam material a afastar-se de nós, enquanto as azuis representam material que se desloca na nossa direção.
[Imagem: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)]

Formação de estrelas e planetas

As estrelas e planetas formam-se a partir de vastas nuvens de gás e poeira. À medida que o material nestas nuvens se contrai sob o efeito da gravidade, a nuvem começa a girar, até que a maioria do gás e da poeira forma um disco protoplanetário aplainado em torno da protoestrela central em formação.

No entanto, no caso de sistemas binários como o HK Tauri, este processo é muito mais complexo. Quando as órbitas das estrelas e dos discos protoplanetários não se encontram aproximadamente no mesmo plano, qualquer planeta que se forme acabará em órbitas altamente excêntricas e inclinadas.

Planetas que se formem em um desses discos serão perturbados também pela outra estrela, que inclinará ou deformará a sua órbita.

Uma simulação recente mostrou as inúmeras possibilidades desses arranjos naquilo que os astrônomos chamaram de um sistema planetário definitivo, que poderia ter até 60 terras habitáveis.

"Apesar de este mecanismo ser um enorme passo em frente, não consegue no entanto explicar todas as estranhas órbitas dos planetas extrassolares - pelo simples fato de não existirem companheiras binárias suficientes para que esta seja uma resposta única. Por isso, temos ainda mistérios interessantes por resolver," disse Eric Jensen, responsável pelas observações.

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