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Observatório Gemini Descobre O Exoplaneta Mais Parecido Com Júpiter

Space Today
14 ago 2015

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Indo além da descoberta e imageamento de um jovem Júpiter, os astrônomos usando o novo instrumento do Observatório Gemini, Planet Imager, o GPI, eles pesquisaram um mundo recém-descoberto com detalhes sem precedentes. O que eles encontraram é um planeta com cerca de duas vezes a massa de Júpiter, e o exoplaneta mais parecido com um planeta do Sistema Solar já imageado diretamente ao redor de outra estrela.

O exoplaneta, conhecido como 51 Eridani b, orbita sua estrela hospedeira  a uma distância equivalente a 13 vezes a distância da Terra ao Sol (o equivalente a uma distância entre Saturno e Urano no nosso Sistema Solar). O sistema está localizado a cerca de 100 anos-luz de distância. Os dados do Gemini, também forneceram aos cientistas as detecções espectroscópicas de metano já detectadas na atmosfera de um planeta fora do nosso Sistema Solar, adicionando mais similaridades desse exoplaneta com os planetas gigantes do nosso Sistema Solar.

“Muitos dos exoplanetas que os astrônomos imagearam antes têm atmosferas que parecem com estrelas muito frias”, disse Bruce Macintosh, da Universidade de Stanford, que liderou a construção do GPI e agora lidera a pesquisa de caça a exoplanetas. “Esse sim parece um planeta”.

“Esse resultado impressionante é uma clara demonstração das impressionantes capacidades de imageamento e de espectroscopia do GPI”, disse Chris Davis, da Divisão de Astronomia da Fundação Nacional de Ciência, que financia o Observatório Gemini. “As pesquisas de exoplanetas agora possíveis com o Gemini nos levarão com certeza a um melhor entendimento dos números de gigantes gasosos existentes, orbitando a vizinhança de estrelas, as características de suas atmosferas, por fim a maneira como a qual os planetas gigantes como Júpiter e Saturno se formaram”.

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A descoberta é parte de um grande esforço da equipe para encontrar e caracterizar novos planetas, um projeto chamado de GPI Exoplanet Survey, ou GPIES. A pesquisa espera explorar mais de 600 estrelas que poderiam abrigar sistemas planetários, até agora eles já observaram quase cem estrelas. “Isso é exatamente o tipo de sistema que nós queríamos descobrir quando desenhamos o GPI”, disse James Graham, professor na UC Berkeley e Cientista de Projeto para o GPI.

“O GPI é capaz de dissecar a luz dos exoplanetas com um detalhe sem precedentes, de modo que nós podemos agora caracterizar outros mundos como nunca fizemos antes”, disse Christian Marois do National Research Council do Canadá, o NRC. Marois, um dos quase 90 pesquisadores, na equipe, foi o pioneiro de muitas estratégias de observação e técnicas de redução de dados que tiveram um papel fundamental na detecção e análise dos novos planetas. A luz do planeta é muito fraca – um milhão de vezes mais fraca que da estrela – mas o GPI pode vê-la claramente. “O planeta é tão apagado e localizado tão perto da estrela, que ele é também o primeiro exoplaneta imageado diretamente a ser totalmente consistente com os modelos de formação de planetas parecidos com o Sistema Solar”, adiciona Marois.

As observações do Gemini foram também seguidas por observações feitas pelo Observatório W. M. Keck em Maunakea no Havaí para verificar a descoberta.

gemini_jupiter from SpaceToday on Vimeo.

O cientista de instrumento do GPI, Fredrik Rantakyro, adicionou, “Desde que eu era criança, eu sonhava sobre planetas ao redor de outras estrelas e as possíveis vidas que poderiam ter lá. Como um astrônomo, é comum trabalhar com o estado da arte dos telescópios, mas nenhuma fez o seu coração bater mais rápido. Isso é exatamente o que aconteceu com a descoberta desse irmão de Júpiter, que fez o nosso sonho se tornar realidade”!

A estrela 51 Eridani é jovem, com somente 20 milhões de anos de vida, e isso é exatamente o que faz a detecção direta do exoplaneta ser possível. Quando os planetas se formam, o material caindo no planeta lança energia e o aquece. Nos mais de cem milhões de anos seguintes, eles irradiam a energia para fora, a maior parte dela como uma luz infravermelha, e assim, gradativamente esfriam.

Além de ser o que é provavelmente o planeta de menor massa já imageado, sua atmosfera é também muito fria, 430 graus Celsius. Ele também apresenta o mais forte sinal espectroscópico de metano atmosférico, similar ao metano pesado que é dominante nas atmosferas dos planetas gigantes gasosos do nosso Sistema Solar.

O GPI Exoplanet Survey, GPIES, atualmente já pesquisou menos de 20% dados 600 alvos planejados para serem observados durante a campanha de 3 anos. Os alvos foram selecionados pelo fato da sua juventude e da sua proximidade relativa com o nosso Sistema Solar, num raio de 300 anos-luz. Os resultados dessa pesquisa serão impressionantes, já que ela está pesquisando um regime de massa e separação de exoplanetas que nunca foram pesquisados propriamente antes. Espera-se que essa pesquisa forneça o primeiro censo detalhado e a demografia dos exoplanetas gigantes gasosos, para encontrar alguns sistemas planetários múltiplos, e realizar uma caracterização espectral detalhada de muitos novos exoplanetas.

O GPI foi possível com o financiamento feito pela Fundação Nacional de Ciência das parcerias do Gemini para suportar o trabalho de uma equipe internacional dos EUA e do Canadá. O Laboratório Nacional Lawrence Livermore construiu o sistema de óptica adaptativa do GPI e trabalhou para acoplar ao telescópio Gemini. Os engenheiros com o Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (NRC) desenhou e construiu a estrutura óptica-mecânica do GPI e escreveu o software de controle mecânico do GPI. A UCLA produziu o espectrógrafo infravermelho do GPI. O Museu Americano de História Natural desenvolveu as máscaras para bloquearem a luz das estrelas. O JPL foi responsável pelo sensor de frente de onda de precisão. A Universidade de Montreal, o Space Telescope Science Institute, e outros membros da equipe do GPI produziram o software de análise de dados.

UCLA produced GPI’s infrared spectrograph. The American Museum of Natural History developed starlight-blocking masks. JPL was responsible for a precision wavefront sensor. University of Montreal, the Space Telescope Science Institute, and other members of the GPI team produced the data analysis software.

Discovery and spectroscopy_of_the_young_jovian_planet_51_eri_b_with_the_gemini_planet_imager from Sérgio Sacani

Fonte:

http://www.gemini.edu/node/12403

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