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Teoria Planetária Virada do Avesso

A descoberta de nove novos exoplanetas em trânsito foi anunciada hoje no Encontro Nacional de Astronomia do Reino Unido (RAS National Astronomy Meeting, NAM2010). Quando estes novos resultados foram combinados com observações anteriores de exoplanetas em trânsito, os astrônomos surpreenderam-se com o fato de seis deles, numa amostragem de 27, orbitarem na direção oposta à da rotação da estrela hospedeira – precisamente o contrário do que se passa no nosso Sistema Solar. Estas novas descobertas põem em causa, de maneira séria e inesperada, as atuais teorias de formação planetária. As novas observações sugerem igualmente que sistemas com exoplanetas do tipo Júpiter quente não deverão, muito provavelmente, conter planetas do tipo da Terra.

“Esta é uma verdadeira bomba que estamos a lançar sobre o campo dos exoplanetas,” diz Amaury Triaud, estudante de doutoramento no Observatório de Genebra que, juntamente com Andrew Cameron e Didier Queloz, lidera a maior parte da campanha observacional.

Pensa-se que os planetas se formam no disco de gás e poeira que circunda a estrela jovem. Este disco protoplanetário roda na mesma direção da própria estrela, e até agora se esperava que os planetas formados a partir desse disco orbitariam, mais ou menos, no mesmo plano e que se moveriam ao longo das suas órbitas na mesma direção que a rotação da estrela. É o caso dos planetas do Sistema Solar.

Depois da detecção inicial dos nove novos exoplanetas com o instrumento WASP (do inglês, Wide Angle Search for Planets ), a equipe de astrônomos utilizou diversos outros aparelhos para confirmar as descobertas e caracterizar os exoplanetas em trânsito encontrados tanto neste novo rastreio como nos mais antigos: o espectrógrafo HARPS, montado no telescópio de 3.6 metros do ESO, no observatório de La Silla, Chile, dados do telescópio suíço Euler, também em operação em La Silla, e ainda dados de outros telescópios .

Surpreendentemente, quando a equipe combinou os novos dados com observações mais antigas, descobriu que mais de metade de todos os exoplanetas do tipo Júpiter quente  estudados tem órbitas desalinhadas com o eixo de rotação das suas estrelas hospedeiras. A equipe descobriu inclusivamente que seis exoplanetas desta extensa amostragem (dos quais dois são novas descobertas) têm movimentos retrógrados: orbitam a sua estrela na direção “errada”.

“Estes novos resultados desafiam claramente o conhecimento convencional de que os planetas devem sempre orbitar na mesma direção da rotação das suas estrelas,” diz Andrew Cameron da Universidade de St Andrews, que apresentou estes novos resultados no Encontro Nacional de Astronomia do Reino Unido, que tem lugar esta semana em Glasgow.

A origem dos exoplanetas do tipo Júpiter quente tem sido um enigma, desde a descoberta do primeiro há 15 anos atrás. São planetas com massa similares ou maiores que a de Júpiter, mas que orbitam muito próximo da sua estrela. Pensa-se que os núcleos dos planetas gigantes se formam de uma mistura de partículas de rocha e gelo, material que se encontra apenas nas regiões mais frias e afastadas do sistema planetário. Desde modo, estes exoplanetas devem formar-se longe da sua estrela e subseqüentemente migrar para órbitas mais interiores, muito mais próximas da estrela hospedeira. Muitos astrônomos pensam que este fenômeno se deve a interações gravitacionais com o disco de poeira a partir do qual se formam. Este cenário desenrola-se ao longo de alguns milhões de anos e resulta numa órbita alinhada com o eixo de rotação da estrela hospedeira. Este cenário permite igualmente a formação subseqüente de planetas rochosos do tipo da Terra. Infelizmente esta teoria não explica as novas observações.

Para explicar os novos exoplanetas retrógrados agora descobertos uma teoria de migração alternativa sugere que a proximidade deste tipo de exoplanetas às suas estrelas não se deve a interações com o disco de poeira, mas sim a um processo de evolução mais lento que envolve uma “luta” gravitacional com companheiros planetários ou estelares mais distantes, durante centenas de milhões de anos. Depois de estas perturbações gravitacionais levarem um exoplaneta gigante a uma órbita inclinada e alongada, este sofrerá fricções de maré, perdendo energia de cada vez que a sua órbita o aproxima da estrela. Deste modo, ficará eventualmente “estacionado” numa órbita quase circular mas inclinada de maneira aleatória, próximo da estrela hospedeira. “Um efeito secundário dramático deste processo seria o de que qualquer pequeno planeta do tipo da Terra seria varrido destes sistemas,” diz Didier Queloz do Observatório de Genebra.

Dois dos novos exoplanetas retrógrados descobertos mostraram já ter companheiros de grande massa, mais distantes, que poderiam ser as potenciais causas deste efeito. Estes novos resultados irão disparar uma busca intensa de corpos adicionais noutros sistemas planetários.

Este trabalho foi apresentado no Encontro Nacional de Astronomia do Reino Unido (NAM2010, do inglês United Kingdom National Astronomy Meeting) que está a ter lugar esta semana em Glasgow, na Escócia. Nove publicações científicas submetidas em revistas internacionais da especialidade sairão nesta ocasião, quatro das quais utilizam dados obtidos com as infra-estruturas do ESO. Na mesma ocasião, o consórcio WASP obteve um prêmio da Royal Astronomical Society (2010 Royal Astronomical Society Group Achievement Award).

Fonte:

http://www.eso.org/public/news/eso1016/

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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