O número de planetas extrasolares conhecidos - planetas que orbitam outras estrelas sem ser o nosso Sol - recentemente ultrapassou os 400. A maioria foi descoberta indirectamente, detectando a influência de um planeta sobre o movimento ou brilho da sua estrela-mãe. A produção de uma imagem directa de um planeta extrasolar é muito mais difícil - tão difícil como fotografar um pirilampo perto de um holofote de 300 W a uma distância de vários quilómetros, dado que as estrelas são muito mais brilhantes que os planetas. Mas quando isto é possível, a recompensa é considerável, pois as imagens podem providenciar informações valiosas acerca da órbita do planeta, e acerca da temperatura e composição da sua atmosfera.

Agora um novo candidato a planeta, designado GJ 758 B, foi descoberto e fotografado com o telescópio de 8-metros, Subaru, no cume do Mauna Kea no Hawaii, usando ópticas adaptivas topo-de-gama, para corrigir o efeito de distorção provocado pela turbulenta atmosfera da Terra. O planeta orbita a estrela GJ 758 na constelação de Lira. Embora, em cada das imagens obtidas, o pequeno ponto representando o planeta esteja perdido no brilho residual da sua estrela-mãe, foi possível obter uma imagem do planeta ao combinar séries temporais das imagens individuais, usando uma técnica conhecida como ADI (angular differential imaging). Deste modo, os astrónomos foram capazes de remover da imagem o halo da estrela, com o intuito de revelar o ténue brilho de GJ 758.

Antes desta descoberta, apenas dez possíveis planetas extrasolares tinham sido fotografados directamente. Em cada destes casos, as condições são marcadamente diferentes daquelas no nosso próprio Sistema Solar: ou as órbitas planetárias são extremamente grandes (centenas de vezes a distância entre a Terra e o Sol), ou a temperatura do planeta é mais parecida com a de uma estrela do que com a de um planeta (mais de 1000 Kelvin), ou as estrelas-mãe são muito diferentes do Sol (tais como as estrelas tipo-A, que são mais massivas, ou estrelas tipo-M, cuja massa é muito mais pequena). Comparado com estes outros candidatos, GJ 758 B é muito mais semelhante aos planetas do nosso próprio Sistema Solar: orbita uma estrela tipo-Sol, a uma distância comparável à dos planetas no Sistema Solar interior - parece estar tão longe da sua estrela como Neptuno está do Sol (tal como os objectos podem aparecer mais próximos quando observados de um certo ângulo, a distância aparente da sua estrela-mãe, como observada da Terra, será geralmente mais pequena que a sua distância real. A reconstrução mais provável da sua órbita - que poderá mudar à medida que novos dados se tornam disponíveis, põe GJ 758 numa órbita excêntrica, com uma distância média de 59 UA); o tamanho da órbita GJ 758 B pode apenas ser estimada, e a última estimativa põe o planeta a uma distância média de aproximadamente 59 UA (comparada com as 39 UA de Plutão). Mais interessante, a atmosfera do planeta varia entre os 280-370 graus Celsius. "Isto corresponde ao calor de um forno na sua temperatura máxima, ou à temperatura diurna do planeta Mercúrio," diz Dr. Christian Thalmann do Instituto Max Planck para Astronomia (MPIA), autor principal do artigo sobre a descoberta. "Isto faz de GJ 758 B o companheiro mais frio de uma estrela tipo-Sol já fotografado."

O planeta mais longínquo do nosso Sistema Solar, Neptuno, recebe apenas cerca de 1/900 da luz que chega à Terra, e tem uma temperatura superficial de meros 70 K (-200 graus Celsius). GJ 758 está pelo menos assim tão longe da sua estrela-mãe. A sua temperatura consideravelmente mais alta sugere que este objecto está ainda a contraír - uma etapa intermediária na vida dos planetas gigantes, na qual a energia gravitacional é convertida em calor. Para tal objecto em contracção, a temperatura, idade e massa estão relacionadas: quanto maior for um planeta gigante, mais tempo leva a irradiar o calor em excesso para o espaço e a alcançar um equilíbrio térmico. "Isto também explica o porquê da massa da companheira não ser ainda bem conhecida: o brilho infravermelho medido pode vir de um planeta com 700 milhões de anos, com 10 massas de Júpiter, bem como de uma companheira com 8.700 milhões de anos e 40 massas de Júpiter," explica o Dr. Markus Janson da Universidade de Toronto, antigo cientista do MPIA. Dado que os planetas e estrelas se formam quase ao mesmo tempo, uma precisa estimativa da estrela eliminaria as incertezas; até agora, no entanto, os dados disponíveis são insuficientes para permitir uma estimativa com a precisão necessária.

GJ 758 B foi detectado em duas observações independentes, em Maio e Agosto de 2009. As imagens oferecem provas claras que GJ 758 B e a sua estrela-mãe não são meramente objectos sem relação, que por acaso ocupam o mesmo bocado de céu: tal como muitas outras estrelas vizinhas, GJ 758 exibe o que os astrónomos chamam de "movimento próprio", isto é, muda a sua posição no céu nocturno (embora muito lentamente). As imagens mostram que GJ 758 B está ligado gravitacionalmente com GJ 758: o seu movimento no céu é uma combinação do movimento próprio de GJ 758 e do movimento orbital da companheira em torno da estrela-mãe.

A imagem de Agosto, que tem mais qualidade, revela um outro objecto, a uma menor separação da estrela. Isto poderá representar uma segunda companheira, GJ 758 C. Serão precisas mais observações para confirmar o movimento próprio deste objecto com o sistema de GJ 758, e assim provar que não é uma mera estrela de fundo. "Parece muito promissora," afirma o Dr. Christian Thalmann, e acrescenta: "Se esta é realmente uma segunda companheira, isto indica que GJ 758 B e C são planetas jovens em vez de velhas anãs castanhas. Um sistema com duas anãs castanhas em órbitas tão próximas é improvável que permaneça estável a longo-termo." O Dr. Motohide Tamura (Observatório Astronómico Nacional, do Japão), investigador principal do HiCIAO, elabora: "É improvável que as companheiras se tivessem formado nas suas órbitas actuais. Podem ter alcançado as suas posições actuais graças a um evento que as espalhou."

"A descoberta de GJ 758 B, um planeta extrasolar ou uma anã castanha em órbita de uma estrela parecida com o Sol, dá-nos um conhecimento acerca da diversidade dos objectos subestelares que se podem formar em volta das estrelas tipo-Sol," afirma o Dr. Joseph Carson, do MPIA, e vice-autor da publicação. "Isto por sua vez ajuda a mostrar como o nosso próprio Sistema Solar, e os ambientes propícios à vida, são apenas um dos muitos cenários que podem ser o resultado da formação de um planeta ou anã castanha em torno de estrelas tipo-Sol."

O instrumento HiCIAO será agora usado num estudo estratégico de cinco anos, denominado "SEEDS", para detectar planetas extrasolares e discos estelares a larga escala. Como afirma o professor Dr. Thomas Henning, Director do MPIA: "A espectacular descoberta de GJ 758 B é um bom prognóstico deste estudo, provando que o instrumento está em excelente forma para enfrentar esta difícil tarefa."

Os resultados serão publicados na revista Astrophysical Journal Letters.

Links:

Notícias relacionadas:
MPIA (comunicado de imprensa)
Telescópio Subaru (comunicado de imprensa)
SpaceRef
Universe Today
Space Fellowship
MSNBC

GJ 758:
Vídeo da comparação visual com o Sistema Solar (formato MPEG4)
Wikipedia

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

ADI:
MPIA (pequena introdução)

Telescópio Subaru:
Página oficial
Wikipedia

Posição da estrela GJ 758.
Crédito: Stellarium, MPIA
(clique na imagem para ver versão maior)

Comparação entre os tamanhos do Sol, da Terra, Júpiter, GJ 758 B e GJ 758. A temperatura de GJ 758 B torna-o avermelhado, mesmo no seu lado nocturno.
Crédito: MPIA/C. Thalmann
(clique na imagem para ver versão maior)

Imagem de Agosto de 2009, da descoberta de GJ 758 B, obtida com o instrumento HiCIAO do Subaru, perto do infravermelho. Sem a técnia especial aqui usada, o brilho da estrela esmagaria os sinais dos candidatos a planetas.
Crédito: MPIA/NAOJ
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