Astrónomos obtiveram o que dizem ser as primeiras imagens directas de planetas fora do nosso Sistema Solar, incluíndo uma foto no visível de um sistema com um único planeta e uma imagem infravermelha de um sistema planetário múltiplo.

Mundos tipo-Terra podem também existir no sistema planetário triplo, mas se assim for são demasiado ténues para serem fotografados. O outro recém-descoberto planeta orbita uma estrela chamada Fomalhaut, facilmente visível sem a ajuda de um telescópio. É a 18.ª estrela mais brilhante no céu.

De acordo com um caçador de planetas, os gigantescos mundos, cada muito mais massivo que Júpiter (pelo menos no sistema planetário triplo), podem mudar a maneira como os astrónomos definem o termo "planeta".

Até agora, os cientistas inferiam a presença de planetas principalmente pela detecção dos puxos gravitacionais dos planetas na sua estrela-mãe ou esperando que transitassem em frente da estrela para ser detectada uma atenuação do seu brilho estelar. Embora estes métodos já tenham ajudado a detectar mais de 300 planetas extrasolares até à data, os astrónomos há muito que se esforçavam para os observar directamente.

Os quatro planetas extrasolares fotografados são discutidos em dois artigos científicos publicados anteontem na revista Science.

"Todos os planetas extrasolares detectados até agora eram apenas uma oscilação num gráfico. Estas são as primeiras imagens de um sistema inteiro," disse Bruce Macintosh, astrofísico do Laboratório Nacional Lawrence Livermore na Califórnia, que fez parte da equipa que fotografou o sistema planetário múltiplo no infravermelho. "Temos tentado fotografar planetas há já oito anos, sem sorte, e agora temos imagens de três planetas ao mesmo tempo."

Astrónomos já anteriormente tinham anunciado a observação directa de um planeta, pelo menos dois tais objectos, embora nem todos tinham concordado que esses objectos eram planetas. Pelo contrário, poderiam ser estrelas ténues, falhadas, conhecidas como anãs castanhas.

Macintosh, o investigador principal Christian Marois do Instituto de Astrofísica NRC Herzberg no Canadá e colegas, usaram o Telescópio Gemini Norte e o Observatório W.M. Keck em Mauna Kea, Hawaii, para obter imagens no infravermelho. A radiação infravermelha representa calor, e em conjunto com tudo desde o rádio até ao vísivel e raios-X, faz parte do espectro electromagnético.

O trio de planetas orbita uma estrela chamada HR 8799, que se situa a cerca de 130 anos-luz na direcção da constelação Pégaso, e tem aproximadamente 1,5 vezes a massa do Sol. Os planetas encontram-se às distâncias de 24, 38 e 68 unidades astronómicas (UA, uma unidade astronómica é a distância média entre a Terra e o Sol, mais ou menos 150 milhões de quilómetros). Outras técnicas de detecção planetária só funcionam até cerca de 5 UA de uma estrela.

O planeta mais próximo da estrela tem 10 vezes a massa de Júpiter, seguido por outro com a mesma massa e, mais longe, um mundo com 7 vezes a massa de Júpiter.

Pelos padrões astronómicos, os planetas acabam de "saír do forno", formados há apenas 60 milhões de anos. Isto significa que os mundos estão ainda brilhando pelo calor deixado para trás da sua formação. A Terra, em comparação, tem cerca de 4,5 mil milhões de anos.

O planeta mais distante orbita dentro de um disco poeirento de detritos, semelhante ao produzido pelos objectos gelados da cintura de Kuiper do nosso Sistema Solar, que se situa mesmo para lá da órbita de Neptuno.

A configuração deste sistema planetário, bem como a sua cintura de objectos, sugere que é uma maior versão do nosso Sistema Solar, afirmou Macintosh. Isto significa que outros planetas mais próximos da estrela-mãe podem estar ainda por descobrir.

"Penso que existe uma muito alta probabilidade de existirem mais planetas no sistema que não podemos ainda detectar," disse Macintosh. "Uma das coisas que distingue este sistema da maioria dos outros planetas extrasolares já conhecidos é que HR 8799 tem os seus planetas gigantes nas partes exteriores - tal como o nosso Sistema Solar - e por isso tem 'espaço' para planetas terrestres mais pequenos, muito para lá da nossa capacidade de observação actual, no interior do sistema."

O astronómo Paul Kalas, da Universidade da Califórnia em Berkeley, liderou a equipa de astrónomos que obtiveram a imagem no visível do sistema de apenas um planeta. O planeta extrasolar foi denominado Fomalhaut b, e estima-se que tenha três vezes a massa de Júpiter.

A Câmara ACS (Advanced Camera for Surveys) do Telescópio Hubble foi usada para obter a imagem. A câmara está equipada com um coronógrafo que bloqueia a luz da estrela-mãe, permitindo aos astrónomos observarem um planeta muito mais ténue.

"É como conduzir na direcção do Sol e subitamente ao baixar a pala, conseguimos ver a estrada mais facilmente," disse Kalas. De facto, Fomalhaut b é mil milhões de vezes mais ténue que a sua estrela-mãe. "Não é fácil de ver. Este tipo de sensibilidade nunca tinha sido antes observada," acrescentou.

Fomalhaut b está a cerca de 25 anos-luz da Terra. Imagens obtidas em 2004 e 2006 mostram o movimento do planeta ao longo de um período de 21 meses e sugerem que o planeta provavelmente orbita a sua estrela Fomalhaut a cada 872 anos a uma distância de 119 UA, ou quase 18 mil milhões de quilómetros. É quase quatro vezes a distância entre Neptuno e o Sol.

Kalas suspeitava da existência do planeta em 2004 (publicado em 2005) após imagens do Hubble que obteve terem revelado uma cintura de poeira com um limite interior mais delineado em torno de Fomalhaut. A natureza esculpida do anel sugere um planeta numa órbita elíptica que delineava o limite interior da cintura. E assim foi.

"A gravidade de Fomalhaut b é a razão principal para a vasta cintura que rodeia Fomalhaut ser esculpida num anel e longe da estrela," disse Kalas. "Previmos isto em 2005, e agora temos a prova directa."

A equipa de Kalas também suspeita que o planeta possa estar rodeado por um sistema de anéis com as dimensões dos anéis no princípio de Júpiter, antes da poeira e dos detritos terem coalescido nas quatro luas de Galileu.

Os resultados do sucesso da imagem podem mudar a definição planetária, disse Sara Seager, astrofísica no MIT que não esteve envolvida com as descobertas.

Até agora, a massa era uma das peças fundamentais de informação que podiam colocar um objecto dentro ou fora do clube dos planetas. Objectos demasiado massivos, mais ou menos acima das 13 massas de Júpiter, são consideradas anãs castanhas. Mas agora a formação pode também ser parte da fórmula. Ambos os novos sistemas planetários revelaram discos poeirentos e sugerem que os planetas se devem ter formado de modo semelhante aos planetas do nosso Sistema Solar e de outros sistemas planetários.

Por isso, a maioria dos astrónomos chamariam aos quatro objectos de planetas, embora as suas massas sejam apenas inferidas a partir das suas luminosidades observadas nas imagens.

"Em conjunto, estas descobertas vão mudar o que chamamos de planeta," disse Seager. "Até agora, as pessoas discutiam sobre quão grande pode um objecto ser e ainda ser considerado um planeta."

Seager acrescenta, referindo-se ao sistema planetário múltiplo: "As pessoas querem chamar de planetas a objectos com mais de 12 vezes a massa de Júpiter. Penso que nos irá forçar a reconsiderar o que é um planeta, porque mesmo que sejam mais massivos do que queremos chamar de planeta, estão num disco." Em adição, disse, ninguém descobriu três estrelas orbitando uma estrela-mãe, como teria que ser o caso se se fosse chamar aos três objectos outro nome que não planetas.

Estas recentes imagens directas revelam planetas extrasolares gigantes e gasosos pela primeira vez sobre uma nova luz, revelando não os efeitos dos planetas mas os próprios planetas. O próximo objectivo seria, de acordo com os astrónomos, imagens directas dum planeta tipo-Terra.

"A descoberta do sistema HR 8799 é um passo crucial no caminho para a detecção de outra Terra," disse Macintosh.

O problema é que os planetas terrestres (tipo-Terra) são ordens de magnitude mais ténues que os gigantescos mundos tipo-Júpiter, e estão muito mais próximos da sua estrela-mãe. Isto significa que o brilho da estrela seria demasiado grande tendo em conta a tecnologia actual.

O resultado poderia ser enorme, dado que os planetas rochosos podem orbitar dentro das zonas habitáveis das estrelas (onde as temperaturas permitem a existência de água líquida).

"Existe muito espaço vazio entre Fomalhaut b e a estrela para outros planetas habitarem em órbitas estáveis," disse Kalas. "Provavelmente vamos ter que esperar pelo Telescópio Espacial James Webb para nos dar uma imagem clara da região mais próxima da estrela onde um planeta pode conter água líquida à superfície."

Links:

Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
Observatório Gemini (comunicado de imprensa)
Observatório W.M. Keck (comunicado de imprensa)
Science (HR 8799, requer subscrição)
Science (Fomalhaut, requer subscrição)
Sky & Telescope
New Scientist
SPACE.com
Science Daily
Scientific American
Universe Today (HR 8799)
Universe Today (Fomalhaut)
PHYSORG.com (HR 8799)
PHYSORG.com (Fomalhaut)
Newsweek
BBC News
CNN
Wired News
MSNBC
Reuters
AFP
IOL Diário
SIC
Público
Diário de Notícias
Rádio Renascença
TVNET

HR 8799:
Artigo científico sobre HR 8799, via Exoplanet.eu (formato PDF)
Wikipedia
Exoplanet.eu

Fomalhaut:
Artigo científico sobre Fomalhaut (formato PDF)
Animação que simula o percurso de "b" em torno de Fomalhaut (formato Quicktime)
Wikipedia
SolStation.com

Planetas extrasolares:
Wikipedia
Wikipedia (lista)
Wikipedia (lista de extremos)
Catálogo de planetas extrasolares vizinhos (PDF)
PlanetQuest
Enciclopédia dos Planetas Extrasolares
Exosolar.net
Extrasolar Visions

Observatório Gemini:
Página oficial
Wikipedia

Observatório Keck:
Página oficial
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA
STScI
Wikipedia

Imagem obtida pelo Observatório Gemini que mostra dois dos três planetas confirmados, indicados como "b" e "c" na imagem. O planeta "b" tem aproximadamente 7 vezes a massa de Júpiter, orbitando a 70 UA, e o "c" tem 10 vezes a massa de Júpiter, orbitando a cerca de 40 UA.
Crédito: Observatório Gemini
(clique na imagem para ver versão maior)

Imagem obtida pelo Keck II do sistema planetário HR 8799, mostrando todos os três planetas.
Crédito: Observatório W.M. Keck
(clique na imagem para ver versão maior)

Esta imagem óptica, obtida em 2006 pelo Telescópio Espacial Hubble, mostra a cintura de poeira (oval brilhante) que rodeia a estrela Fomalhaut e o planeta (ampliação) que orbita a cada 872 anos, e esculpe o limite interior da cintura.
Crédito: Paul Kalas/UC Berkeley; STScI
(clique na imagem para ver versão maior e legendada)

Concepção de artista da estrela Fomalhaut e do planeta tipo-Júpiter que o Hubble observou. Um anel de detritos parecem rodear a estrela. O planeta, chamado Fomalhaut b, orbita a estrela com 200 milhões de anos a cada 872 anos.
Crédito: ESA, NASA, e L. Calcada (ESO para o STScI)
(clique na imagem para ver versão maior)

Concepção de artista do sistema planetário múltiplo, incialmente descoberto a partir de imagens obtidas pelo Telescópio Gemini Norte do Observatório Gemini.
Crédito: Observatório Gemini, Lynette Cook
(clique na imagem para ver versão maior)