Astrônomos no Observatório de Leiden, na Holanda, e da Universidade de Rochester, EUA, descobriram que o sistema de anéis que eles observaram eclipsando uma estrela parecida com o Sol, mas bem jovem, conhecida como J1407, tem proporções enormes, sendo muito maior e muito mais pesado do que o sistema de anéis existente em Saturno. O sistema de anéis – o primeiro desse tipo encontrado fora do Sistema Solar – foi descoberto em 2012 por uma equipe liderada por Eric Mamajek da Rochester.
Uma nova análise dos dados, liderada por Matthew Kenworthy do Leiden, mostra que o sistema de anéis é constituído por mais de 30 anéis, cada um deles com cerca de dez milhões de quilômetros de diâmetro. Além disso, eles encontraram vazios nos anéis, que indicam que satélites, ou melhor, exoluas podem ter se formado. O resultado da pesquisa foi aceito para publicação no Astrophysical Journal.
“Os detalhes que nós observamos na curva de luz são incríveis. O eclipse durou algumas semanas, mas você consegue ver mudanças rápidas na escala de tempo de dezenas de minutos como resultado das estruturas mais finas, presentes nos anéis”, disse Kenworthy. “A estrela está muito longe para que se possa observar diretamente os anéis, mas nós podemos fazer modelos detalhados com base nas rápidas variações de brilho na luz da estrela que passa através do sistema de anéis. Se você pudesse substituir os anéis de Saturno, pelos anéis encontrados ao redor do J1407b, eles facilmente seriam visíveis no céu noturno e seriam muitas vezes maiores que a Lua Cheia”.
“Esse planeta é muito maior que Júpiter ou Saturno, e seu sistema de anéis é aproximadamente 200 vezes maior do que os anéis de Saturno”, disse o co-autor Mamajek, professor de física e astronomia na Universidade de Rochester. “Você pode pensar nesse exoplaneta como sendo um super Saturno”.
Os astrônomos analisaram os dados do projeto SuperWASP, uma pesquisa que é designada para detectar gigantes gasosos que se movem em frente de suas estrelas mãe. Em 2012, Mamajek, e seus colegas da Universidade de Rochester reportaram a descoberta da jovem estrela J1407 e de seus eclipses incomuns, e propuseram que eles eram causados por um disco de formação de lua ao redor de um jovem mas gigante planeta ou de uma anã marrom.
No terceiro, e mais recente estudo, também liderado por Kenworthy, a óptica adaptativa e a espectroscopia Doppler foram usadas para estimar a massa do objeto com anéis. Suas conclusões com base nesse estudo e nos artigos anteriores sobre o intrigante sistema J1407 é que o seu companheiro é provavelmente um planeta gigante, não visto ainda, com um gigantesco sistema de anéis responsável pelas repetidas diminuições de luz da estrela J1407.
A curva de luz diz aos astrônomos que o diâmetro do sistema de anéis é de aproximadamente 120 milhões de quilômetros, mais de duzentas vezes maior que o sistema de anéis de Saturno. O sistema de anéis provavelmente contém aproximadamente a mesma massa da Terra em partículas de poeira.
Mamajek colocou no contexto como muito material está contido nesses discos e anéis. “Se você pegasse as quatro luas Galileanas de Júpiter e as transformasse em poeira e gelo, e espalhasse esse material sobre suas órbitas num anel ao redor do planeta, o anel seria tão opaco que a luz, que um observador distante que visse o anel passar em frente ao Sol veria um eclipse super profundo que duraria dias”, disse Mamajek. “No caso da estrela J1407, nós observamos os anéis bloqueando 95% da luz da estrela por dias, assim, existe muito material que poderia formar satélites”.
Nos dados, os astrônomos encontraram no mínimo um vazio bem limpo na estrutura do anel, que é mais claramente definido no novo modelo. “Uma explicação óbvia é que um satélite é formado e então cava esse vazio nos anéis”, disse Kenworthy. “A massa do satélite poderia estar em algo equivalente a massa da Terra e Marte. Os satélites teriam um período orbital de aproximadamente dois anos ao redor do exoplaneta J1407b”.
Os astrônomos esperam que os anéis se tornem cada vez mais finos nos próximos milhões de anos e eventualmente desaparecerão à medida que satélites se formarem do material presente nos discos.
“A comunidade da ciência planetária tem teorizado por décadas que planetas como Júpiter e Saturno, tiveram, num estágio inicial, discos ao redor que então levaram à formação de satélites”, explica Mamajek. “Contudo, até a descoberta desse objeto em 2012, ninguém tinha visto esse sistema de anéis. Essa é a primeira ideia concreta que se tem sobre a formação de satélites na escala de milhões de quilômetros ao redor de um objeto subestelar”.
Os astrônomos estimam que o exoplaneta J1407b tem um período orbital de aproximadamente uma década em comprimento. A massa do J1407 tem sido difícil de estimar, mas provavelmente ela gira em torno de 10 a 40 massas de Júpiter.
Os pesquisadores encorajam os astrônomos amadores a ajudar a monitorar a estrela J1407, o que poderia ajudar a detectar o próximo eclipse dos anéis e restringir o período e a massa do exoplaneta. As observações da estrela J1407 podem ser reportadas para a American Association of Variable Star Observers (AAVSO). No momento, os astrônomos estão pesquisando outras pesquisas fotométricas procurando por eclipses em sistemas como esse que ainda não foram descobertos.
Kenworthy ainda adiciona que a descoberta de eclipses em mais objetos parecidos com o sistema J1407 é a única maneira confiável que nós temos de observar as condições iniciais de formação de satélites num futuro próximo. Os eclipses no sistema J1407 permitirão o estudo das propriedades físicas e químicas dos satélites formados em discos circumplanetários.
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