Top thingy left
 
CAÇADORES EXOPLANETÁRIOS JÁ NÃO CEGAM DEVIDO À LUZ
19 de Outubro de 2010

 

Astrónomos da Universidade do Arizona, EUA, desenvolveram um método para observar planetas ténues anteriormente escondidos pelo brilho das suas estrelas. A nova técnica permite aos cientistas procurar planetas mais perto das estrelas do que era antes possível.

Usando novas tecnologias ópticas desenvolvidas no Observatório Steward da Universidade do Arizona, uma equipa internacional de astrónomos obteve imagens de um planeta numa órbita muito mais próxima da sua estrela do que qualquer outro planeta extrasolar previamente descoberto. A descoberta, publicada na edição online da revista Astrophysical Journal Letters, é o resultado de uma colaboração internacional entre o Observatório Steward, o Instituto de Tecnologia de Zurique, Suíça, o ESO, a Universidade de Leiden nos Países Baixos e o Instituto Max Planck para Astronomia na Alemanha.

Instalado no VLT (Very Large Telescope) do ESO, no topo do Paranal no Chile, a nova tecnologia permitiu a confirmação pela equipa da existência e movimento orbital de Beta Pictoris b, um planeta com 7-10 vezes a massa de Júpiter, em torno da sua estrela-mãe, Beta Pictoris, a 63 anos-luz de distância. No núcleo deste sistema está um pequeno bocado de vidro com um padrão altamente complexo inscrito na superfície. Com o nome de APP (Apodizing Phase Plate), o dispositivo bloqueia a luz estelar de um modo muito particular, permitindo com que os planetas apareçam na imagem cujos sinais eram previamente afogados pelo brilho da estrela.

"Esta técnica abre novas portas na descoberta de exoplanetas," afirma Phil Hinz, director do Centro para Ópticas Adaptivas Astronómicas no Observatório Steward da Universidade do Arizona. "Até agora, éramos apenas capazes de observar os planetas exteriores num sistema exoplanetário, mais ou menos à órbita de Neptuno ou ainda mais longe. Agora podemos observar planetas em órbitas muito mais perto da sua estrela-mãe."

Por outras palavras, se os astrónomos extraterrestres num outro sistema planetário estivessem a estudar o nosso Sistema Solar usando a tecnologia previamente disponível para detecção através de observação directa, tudo o que veriam era Úrano e Neptuno. Os planetas interiores, Mercúrio, Vénus, Terra, Marte, Júpiter e Saturno, simplesmente não apareceriam nas suas imagens telescópicas.

Para colocar o poder do novo sistema óptico em perspectiva: a distância média de Neptuno ao Sol situa-se nas 30 UA. 1 Unidade Astronómica corresponde à distância entre a Terra e o Sol, cerca de 150 milhões de quilómetros. O planeta recém-fotografado, Beta Pictoris b, orbita a sua estrela a cerca de 7 UA, uma distância onde as coisas tornam-se especialmente interessantes, afirma Hinz, "porque é onde acreditamos que a maioria da massa planetária se situa na maioria dos sistemas planetários. Entre cinco e 10 UA."

Embora os caçadores de exoplanetas usem uma variedade de métodos indirectos para detectar as "pegadas" de planetas extrasolares - planetas para lá do nosso Sistema Solar -, por exemplo, a ténue oscilação gravitacional que um planeta em órbita induz na sua estrela-mãe, muito poucos foram observados directamente.

Segundo Hinz, o crescente zoo de planetas extrasolares descobertos até à data - na sua maioria gigantes gasosos supermassivos em grandes órbitas - representa uma amostra tendenciosa devido ao seu tamanho e distância da estrela, o que os torna mais fáceis de detectar. "Podemos dizer que começámos a estudar sistemas planetários excêntricos. A técnica que desenvolvemos permite-nos pesquisar gigantes gasosos de baixa-massa com o tamanho de Júpiter, que são mais representativos do que há por aí." Acrescenta: "Pela primeira vez, conseguimos estudar estrelas brilhantes e vizinhas como Alpha Centauri, em busca de gigantes gasosos."

Este avanço tecnológico, que permite aos observadores até bloquear completamente a luz estelar com alguns refinamentos adicionais, foi possível através de modelos matemáticos altamente complexos. "Basicamente, estamos a anular o halo de luz estelar que de outro modo afogaria o sinal de luz do planeta," afirma John Codona, investigador sénior do Observatório Steward que desenvolveu a teoria por trás da técnica, que chama de coronografia fase-apodização.

"Estamos a tentar descobrir algo milhares de vezes ou até um milhão de vezes mais ténue que uma estrela e é um grande desafio lidar com o halo." Para detectar os ténues sinais de planetas extrasolares, os astrónomos dependem de coronógrafos para bloquear o brilhante disco de uma estrela, tal como a Lua bloqueia o Sol durante um eclipse, permitindo com que objectos ténues e vizinhos sejam observáveis.

Usando esta abordagem matemática invulgar, Codona descobriu um padrão complexo de ondulações que, se presentes na luz estelar que entra no telescópio, fariam com que o halo se cancelasse mas deixasse a própria imagem da estrela intacta. A equipa do Observatório Steward usou um pedaço de vidro óptico infravermelho com o tamanho e forma de um rebuçado para a tosse para introduzir as ondulações. Colocado no percurso óptico do telescópio, o dispositivo APP rouba uma pequena porção da luz estelar e difracta-a para o halo estelar, cancelando-o.

"É um efeito parecido ao que veríamos se mergulhássemos no mar e observássemos o Sol a alguma profundidade," explica Sascha Quanz do Instituto de Tecnologia para a Astronomia da Suíça, o autor principal do estudo. "As ondas à superfície distorcem os raios de luz e fazem com que o céu e as nuvens pareçam diferentes. O nosso sistema óptico funciona de um modo semelhante."

De modo a bloquear o brilho de uma estrela, os coronógrafos convencionais têm que estar precisamente alinhados e são altamente susceptíveis a perturbações. Basta uma leve brisa nocturna para fazer vibrar o telescópio e estragar a imagem. O APP, por outro lado, não requer pontaria e funciona tão bem em quaisquer estrelas ou locais na imagem.

"O nosso sistema não depende de quaisquer tipos de perturbações," afirma Codona. "Torna a nossa observação dramaticamente mais fácil e muito mais eficiente." O APP não só irá fazer avanços na descoberta exoplanetária, como poderá ajudar na observação de outras estruturas ténues em torno de estrelas jovens e até de quasares.

Links:

Notícias relacionadas:
Universidade do Arizona (comunicado de imprensa)
Artigo científico (requer subscrição)
PHYSORG.com
EurekAlert!

Beta Pictoris:
Wikipedia

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

ESO:
Página oficial
Wikipedia

VLT:
Página oficial
Wikipedia

 


O planeta Beta Pictoris b fotografado usando o coronógrafo Fase-Apodização. O lado "mau" (brilhante) da imagem é visível à direita enquanto a brilhante região central da estrela (Beta Pictoris) foi tapada para permitir ao observador ver directamente o planeta à sua esquerda.
Crédito: ESO
(clique na imagem para ver versão maior)


Semelhante em tamanho e forma a um rebuçado para a tosse, o APP faz com que oscilações na luz estelar interfiram umas com as outras, expondo o ténue brilho de um planeta vizinho. Na imagem está uma versão de teste.
Crédito: ESO
(clique na imagem para ver versão maior)


Outra imagem do APP. Esta versão de teste está agora a ser usada no Observatório em Mount Hopkins, Arizona, EUA.
Crédito: ESO
(clique na imagem para ver versão maior)

 
Top Thingy Right