Uma equipe internacional liderada por Thayne Currie do Telescópio Subaru e usando o Telescópio Gemini Sul, descobriu um sistema planetário jovem que compartilha similaridades impressionantes com o nosso próprio Sistema Solar quando jovem. Suas imagens revelam um disco parecido com anel de detritos ao redor de uma estrela parecida com o Sol, no seu ambiente de nascimento. O disco parece ser esculpido por no mínimo um exoplaneta não visto, e tem aproximadamente o mesmo tamanho do Cinturão Edgeworth-Kuiper (normalmente chamado de Cinturão Juiper) do nosso Sistema Solar e pode conter partículas de gelo e poeira. Esse trabalho tem um papel fundamental para entender o início da formação do Sol e dos planetas.
A descoberta do anel brilhante orbitando a estrela HD 115600, muda tudo, disse Currie. “Esse sistema lembra o nosso Sistema Solar quando ele era muito jovem”.
De forma impressionante, o anel está localizado praticamente à mesma distância de sua estrela hospedeira que o Cinturão de Kuiper está do Sol, e recebe cerca da mesma quantidade de luz. A estrela propriamente dita é levemente mais massiva que o Sol e faz parte de um agrupamento massivo com estrelas entre 10 a 20 milhões de anos de vida, chamado de Associação Scorpius-Centaurus OB. Sua nuvem natal é muito parecida com a nebulosa onde o Sol se formou a cerca de 4.5 bilhões de anos atrás.
Existem fortes indicações que o anel ao redor da HD 115600 está sendo moldado pelas interações com um exoplaneta não observado. A equipe mediu a posição do anel com respeito à estrela e descobriu que o anel estava significantemente afastado do centro e tinha uma forma excêntrica (significando que ele não é muito circular). Isso provavelmente se deve ao efeito gravitacional do planeta massivo. A excentricidade calculada do disco está entre as maiores já conhecidas, possivelmente maior do que o anel existente ao redor da estrela Formalhaut (que tem no mínimo um exoplaneta).
Usando modelos que preveem como planetas de diferentes massas e separações orbitais moldam um disco de detritos, a equipe calculou que tipo de planeta poderia estar distorcendo o anel da HD 115600. Eles descobriram que versões excêntricas de planetas como Júpiter, Saturno, Urano e Netuno poderiam explicar a forma e outras propriedades do anel.
Outras pistas sugerem que o anel pode ter uma composição similar a do Cinturão de Kuiper. Seu espectro implica em alguns tipos de poeira, bem como os maiores constituintes do Cinturão de Kuiper como gelo e silicatos. Quando comparado com outros discos de detritos, esse é muito mais eficiente em espalhar a luz da estrela que implica que ele tem uma composição parecida de gelo altamente refletiva.
A descoberta do anel foi feita usando o instrumento conhecido como Gemini Planet Imager (GPI) que é dedicado para detectar planetas e discos parecidos com o Cinturão de Kuiper em escalas nunca antes vistas. Ele é similar ao instrumento Subaru Coronographic Extreme Adaptative Optics (SCExAO) que atualmente está sendo comissionado no Telescópio Subaru.
Os resultados são muito promissores. “Mesmo em exposições de 50 segundos, nós pudemos ver o que instrumentos falharam em ver em mais de 50 minutos”, disse Currie. “Devido ao sucesso com o GPI, nós estamos muito otimistas com o instrumento SCExAO do Subaru, que representa o estado da arte nos instrumentos de caça de exoplanetas, que em breve descobrirá muitos discos como o Cinturão de Kuiper e planetas jovens, nos preparando de forma definitiva para podermos observar outra Terra”.
Comparando o Cinturão de Kuiper com o Disco do HD 115600, localizado pouco além da órbita de Netuno, o Cinturão de Kuiper contém numerosos planetas anões congelados como Plutão, Haumea e Makemake. Ele também é o lar de milhares de remanescentes dos primeiros estágios de formação de planetas congelados, e isso fornece um papel importante para entender o Sistema Solar inicial.
O estudo de anéis de detritos frios como o Cinturão de Kuiper ao redor estrelas jovens parecidas com o Sol fornecem a melhor imagem de como seria nosso próprio Sistema Solar no seu início de vida. Contudo, os poucos anéis imageados nem sempre são similares ao nosso. Eles normalmente orbitam estrelas muito mais massivas que o Sol, ou localizam-se à distâncias maiores do que a do Cinturão de Kuiper, ou estão localizado em regiões esparsas de formação de estrelas, diferentes da região massiva e povoada onde o Sol nasceu. Até agora, estudos desses discos não identificaram o espectro da luz espalhada necessário para explorá-los por completo. Esses estudos podem nos dar informações sobre a estrutura do anel e de seus movimentos.
O arquivo que descreve esses resultados foi aceito para publicação no The Astrophysical Journal Letters com o título: “Direct Imaging and Spectroscopy of a Young Extrasolar Kuiper Belt in the Nearest OB Association”, e pode ser encontrado no final desse post.
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