Astrônomos encontram sinais de planeta 13 vezes maior que Júpiter

Com informações da Agência Fapesp - 25/03/2019

Astrônomos brasileiros identificaram sinais robustos da existência de um objeto gigante na constelação do Cisne, orbitando um sistema binário formado por uma estrela viva e outra morta.
[Imagem: Leandro Almeida]

Binário evoluído

Nas últimas três décadas, foram descobertos quase 4 mil objetos semelhantes a um planeta situados fora do Sistema Solar - e por isso chamados de exoplanetas - orbitando estrelas isoladas. Já a partir de 2011, por meio do satélite Kepler, da agência espacial norte-americana (Nasa), foi possível observar os primeiros exoplanetas girando em torno de sistemas binários jovens, compostos por duas estrelas vivas, em cujos núcleos ainda há queima de hidrogênio.

Agora, um grupo de astrônomos brasileiros encontrou as primeiras evidências da existência de um exoplaneta ao redor de um sistema binário mais velho ou evoluído, em que uma das duas estrelas está morta.

"Conseguimos obter indicações bastante sólidas da existência de um exoplaneta gigante, com massa quase 13 vezes maior que a de Júpiter [maior planeta do Sistema Solar] em um sistema binário evoluído. É a primeira confirmação de um exoplaneta em um sistema desse tipo", disse Leonardo Andrade de Almeida, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e primeiro autor do estudo.

Esses planetas gigantes turvam a fronteira entre estrelas e planetas porque se considera que, a partir de cinco vezes a massa de Júpiter já seria possível que um corpo celeste sustente a fusão nuclear que caracteriza as estrelas.

Os pesquisadores encontraram sinais da existência de um exoplaneta em um sistema binário evoluído chamado KIC10544976, localizado na constelação do Cisne, no hemisfério celeste norte, o que foi indicado pela variação no tempo do eclipse - o período em que um das estrelas binárias passa na frente da outra - e o ciclo de atividade magnética da estrela viva do sistema binário.

Anã branca e anã vermelha

O sistema binário KIC10544976 é composto por uma anã branca - a estrela morta, menor e com alto brilho (capacidade de refletir a luz) devido à sua temperatura superficial elevada - e uma anã vermelha - a estrela viva, com massa pequena em comparação à do Sol e baixa luminosidade (capacidade de emitir luz). As duas estrelas foram monitoradas por telescópios terrestres entre 2005 e 2017 e pelo satélite Kepler entre 2009 e 2013, que geraram dados minuto a minuto.

"Esse sistema é único. Nenhum outro sistema similar possui dados suficientes que nos permitam calcular a variação do período orbital e o ciclo de atividade magnética da estrela viva," disse Leonardo.

Por meio dos dados obtidos pelo satélite Kepler foi possível estimar o ciclo magnético da estrela viva - a anã vermelha - pela frequência e energia das explosões nos campos magnéticos e pelas manchas na superfície da estrela associadas a essas ejeções de energia.

As análises dos dados indicaram que o ciclo de atividade magnética da anã vermelha é de 600 dias - o que está de acordo com os ciclos magnéticos medidos para estrelas isoladas de massa baixa. Já a variação do período orbital do sistema binário KIC10544976 foi de 17 anos.

"Isso afasta totalmente a hipótese de que a atividade magnética gere essa variação do período orbital. A explicação mais plausível é a presença de um planeta gigante ao redor desse sistema binário, com massa próxima a 13 vezes à de Júpiter," disse Leonardo.

Telescópio maior

Ainda não se sabe como o planeta em torno do sistema binário teria sido formado. Uma das hipóteses é a de que o objeto se desenvolveu ao mesmo tempo que as duas estrelas, há bilhões de anos. Nesse caso, seria um planeta de primeira geração. Outra hipótese é a de que foi gerado a partir do gás ejetado durante a morte da anã branca - sendo, portanto, um planeta de segunda geração e muito mais jovem.

A confirmação de que se trata de um planeta de primeira ou segunda geração e a sua detecção direta ao redor desse sistema poderão ocorrer quando entrar em operação a nova geração de telescópios gigantes com espelhos primários maiores do que 20 metros, entre eles, o Telescópio Gigante Magalhães (GMT, em inglês), no deserto do Atacama, no Chile, previsto para coletar sua primeira luz em 2024.

"Estamos sondando 20 sistemas com possibilidade de gravitar corpos externos, como o KIC10544976, e a maioria só é observável a partir do Hemisfério Sul. O GMT permitirá fazer a detecção direta desses objetos e obter respostas importantes sobre a formação, a evolução e a possibilidade de vida nesses ambientes exóticos", disse Leonardo.

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