O nosso Sistema Solar exibe uma configuração ordenada e notável: os oito planetas orbitam o Sol tal como atletas numa pista, correndo nas suas respectivas faixas e mantendo sempre o mesmo largo plano. Em contraste, a maioria dos planetas extrasolares descobertos em anos recentes - particularmente os gigantes conhecidos como "Júpiteres quentes" - habitam em órbitas muito mais excêntricas.

Agora, investigadores detectaram o primeiro sistema exoplanetário, a 10.000 anos-luz de distância, com órbitas alinhadas regularmente, similares àquelas que vemos no Sistema Solar. No centro deste sistema longínquo está Kepler-30, uma estrela tão brilhante e massiva quanto o Sol. Após analisar dados do telescópio espacial Kepler, os cientistas descobriram que a estrela - tal como o Sol - roda sobre um eixo vertical e os seus três planetas orbitam no mesmo plano.

"No nosso Sistema Solar, a trajectória dos planetas é paralela à rotação do Sol, o que mostra que provavelmente formaram-se a partir de um disco em rotação," afirma Roberto Sanchis-Ojeda, estudante do MIT (Massachusetts Institute of Technology) que liderou a investigação. "Neste sistema, vemos que acontece o mesmo."

Os seus achados, publicados na edição de 26 de Julho da revista Nature, podem ajudar a explicar as origens de certos sistemas distantes, enquanto fornecem mais informações acerca da nossa própria vizinhança planetária.

"Isto diz-me que o Sistema Solar não é um feliz acaso," afirma Josh Winn, professor de física da mesma universidade e co-autor do artigo. "O facto da rotação do Sol estar alinhada com as órbitas dos planetas, não é provavelmente apenas uma coincidência."

Winn diz que a descoberta da equipa pode suportar uma teoria recente da formação de Júpiteres quentes. Estes gigantes corpos têm este nome devido à extrema proximidade com as suas estrelas quentes, completando uma órbita em poucas horas ou dias. As órbitas dos Júpiteres quentes são regularmente deformadas, e os cientistas pensavam que tais desalinhamentos pudessem ser uma pista para as suas origens: as suas órbitas podem ter sido empurradas nos princípios voláteis da formação do sistema planetário, quando vários planetas gigantes podem ter-se aproximado uns dos outros o suficiente para espalhar vários para fora do sistema enquanto trazendo outros para mais perto das suas estrelas-mãe.

Recentemente, os cientistas identificaram um número de sistemas com Júpiteres quentes, todos os quais têm órbitas inclinadas. Mas para realmente provar esta teoria da "dispersão planetária", Winn salienta que os investigadores têm que identificar um sistema com Júpiteres não-quentes, um com planetas que orbitam mais longe da sua estrela. Se o sistema estiver alinhado como o nosso Sistema Solar, sem nenhuma inclinação orbital, isso forneceria evidência de que apenas os sistemas com Júpiteres quentes são desalinhados, formados como resultado de dispersão planetária.

Para resolver este puzzle, Sanchis-Ojeda estudou dados do telescópio espacial Kepler, um instrumento que monitoriza 150.000 estrelas em busca de sinais de planetas distantes. Focou-se então em Kepler-30, um sistema com três planetas, todos com órbitas muito maiores do que um comum Júpiter quente. Para medir o alinhamento da estrela, Sanchis-Ojeda monitorizou as suas manchas estelares, manchas escuras na superfície de brilhantes estrelas como o Sol.

"Estas pequenas manchas escuras marcham pela estrela à medida que roda," afirma Winn. "Se conseguíssemos obter uma imagem, isso seria espectacular, porque veríamos exactamente como a estrela está orientada apenas ao seguirmos as manchas."

Mas as estrelas como Kepler-30 são extremamente distantes, por isso capturar uma imagem delas é quase impossível: o único modo de documentar tais estrelas é através da medição da pequena quantidade de luz que emitem. Por isso a equipa tentou seguir as manchas estelares usando a luz destas estrelas. De cada vez que um planeta transita - ou passa em frente - de uma estrela, bloqueia um pouco de luz estelar, que os astrónomos vêm como uma diminuição na intensidade de luz.

"Se recebemos sinal de uma mancha estelar, então da próxima vez que um planeta transitar, a mesma mancha terá mudado de sítio, e veríamos o sinal noutro lado," acrescenta Winn. "Por isso o que usamos é a cronometragem destes sinais para determinar o alinhamento da estrela."

Com estes dados, a equipa concluiu que Kepler-30 roda ao longo de um eixo perpendicular ao plano orbital do seu maior planeta. Os investigadores então determinaram o alinhamento das órbitas dos planetas ao estudar os efeitos gravitacionais de cada planeta sobre os outros. Ao medir as variações dos planetas à medida que transitam a estrela, a equipa derivou as suas configurações orbitais respectivas, e descobriu que todos os três planetas estão alinhados no mesmo plano. A estrutura planetária geral é, por isso, muito parecida à do nosso Sistema Solar.

James Lloyd, professor assistente de astronomia na Universidade de Cornell, que não esteve envolvido nesta pesquisa, diz que ao estudar as órbitas planetárias, podemos saber mais como a vida evoluiu no Universo - dado que para ter um clima estável propício à vida, um planeta precisa de estar numa órbita estável. "Para que compreendamos quão comum é a vida no Universo, em última análise precisaremos de compreender quão comuns são os sistemas planetários estáveis," afirma Lloyd. "Poderemos descobrir pistas em sistemas exoplanetários para ajudar a melhor compreender os puzzles do Sistema Solar, e vice-versa."

Os achados deste primeiro estudo do alinhamento de um sistema com Júpiteres não-quentes sugerem que os sistemas com Júpiteres quentes podem formar-se graças a dispersão planetária. Para saber com mais certeza, Winn e seus colegas planeiam medir as órbitas de outros sistemas estelares distantes.

"Já há muito que procurávamos um sistema como estes, um que não é exactamente como o Sistema Solar, mas pelo menos é mais normal, onde os planetas e a estrela estão alinhados uns com os outros," diz Winn. "É o primeiro caso onde podemos dizer isto, além do Sistema Solar."

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Telescópio Espacial Kepler:
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Nesta interpretação de artista, o planeta Kepler-30c transita uma das grandes manchas estelares que frequentemente aparecem na superfície da sua estrela-mãe. Os autores usaram estes eventos para mostrar que as órbitas dos três planetas (linhas coloridas) estão alinhadas com a rotação da estrela (linha curva esbranquiçada).
Crédito: Cristina Sanchis-Ojeda
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