HUBBLE IDENTIFICA ESTRANHO EXOPLANETA QUE SE COMPORTA COMO O TÃO PROCURADO "PLANETA NOVE" 15 de dezembro de 2020
Este exoplaneta com 11 vezes a massa de Júpiter, chamado HD 106906 b, ocupa uma órbita invulgar em torno de uma estrela dupla a 336 anos-luz de distância e pode estar a fornecer pistas para algo muito mais perto de casa: um membro distante e hipotético do nosso Sistema Solar, apelidado "Planeta Nove". Esta é a primeira vez que os astrónomos foram capazes de medir o movimento de um massivo planeta parecido com Júpiter que orbita muito longe das suas estrelas-mãe e do visível disco de detritos.
Crédito: ESA/Hubble, M. Kornmesser
O exoplaneta HD 106906 b, com 11 vezes a massa de Júpiter, ocupa uma órbita improvável em torno de uma estrela dupla a 336 anos-luz de distância e pode estar a fornecer pistas para algo que pode estar muito mais perto de casa: um membro distante hipotético do nosso sistema Solar apelidado de "Planeta Nove". Esta é a primeira vez que os astrónomos foram capazes de medir o movimento de um enorme planeta semelhante a Júpiter que está a orbitar muito longe das suas estrelas hospedeiras e do disco visível de detritos.
O exoplaneta HD 106906 b foi descoberto em 2013 com os Telescópios Magalhães no Observatório de Las Campanas, no deserto do Atacama, Chile. No entanto, os astrónomos não sabiam nada sobre a órbita do planeta. Isto exigia algo que apenas o Telescópio Espacial Hubble podia fazer: recolher medições muito precisas do movimento do vagabundo ao longo de 14 anos com uma exatidão extraordinária.
O exoplaneta reside extremamente longe do seu par de estrelas jovens e brilhantes - mais de 730 vezes a distância da Terra ao Sol. Esta enorme separação tornou um desafio a determinação da órbita de 15.000 anos num período de tempo tão curto de observações do Hubble. O planeta desloca-se muito lentamente ao longo da sua órbita, devido à fraca atração gravitacional das suas distantes estrelas-mãe.
A equipa do Hubble por trás deste novo resultado ficou surpresa ao descobrir que o mundo remoto tem uma órbita extrema que é muito inclinada, alongada e externa a um disco de detritos empoeirado que rodeia as estrelas gémeas do exoplaneta. O disco de destroços propriamente dito é deveras extraordinário, talvez devido ao puxo gravitacional do planeta rebelde. Este estudo foi realizado por Meiji Nguyen da Universidade da Califórnia, Berkeley, EUA.
"Para explicar porque é que isto é estranho, podemos apenas olhar para o nosso próprio Sistema Solar e ver que todos os planetas estão aproximadamente no mesmo plano", explicou Nguyen. "Seria bizarro se, digamos, Júpiter tivesse uma inclinação de 30 graus em relação ao plano em que todos os outros planetas orbitam. Isto levanta muitas questões sobre como HD 106906 b acabou tão longe numa órbita tão inclinada."
A teoria prevalente para explicar como o exoplaneta chegou a uma órbita tão distante e estranhamente inclinada é que se formou muito mais perto das suas estrelas, cerca de três vezes a distância Terra-Sol. No entanto, o arrasto dentro do disco de gás do sistema fez com que a órbita do planeta decaísse, forçando-o a emigrar para dentro em direção às suas hospedeiras estelares. As forças gravitacionais das estrelas gémeas giratórias então "chutaram-no" para uma órbita excêntrica que quase o jogou para fora do sistema e para o vazio do espaço interestelar. De seguida, uma estrela passou muito perto deste sistema, estabilizando a órbita do exoplaneta e impedindo-o de deixar o seu sistema natal. As estrelas rasantes candidatas já foram previamente identificadas usando medições precisas de distância e movimento do satélite Gaia da ESA.
Este cenário para explicar a bizarra órbita de HD 106906 b é semelhante em alguns aspetos ao que pode ter feito com que o hipotético Planeta Nove alcançasse os confins do nosso próprio Sistema Solar, para lá da Cintura de Kuiper. O Planeta Nove pode ter sido formado no Sistema Solar interior e depois expulso por interações com Júpiter. No entanto, Júpiter provavelmente teria lançado o Planeta Nove muito além de Plutão. As estrelas passageiras podem ter estabilizado a órbita do planeta expulso, empurrando o percurso da órbita para longe de Júpiter e dos outros planetas do Sistema Solar interior.
"É como se tivéssemos uma máquina do tempo para o nosso próprio Sistema Solar, andando 4,6 mil milhões para o passado, para ver o que pode ter acontecido quando o nosso jovem Sistema Solar estava dinamicamente ativo e tudo estava a ser empurrado e reorganizado," explicou o membro da equipa Paul Kalas da Universidade da Califórnia, Berkeley.
Até à data, os astrónomos têm apenas evidências circunstanciais da existência do Planeta Nove. Eles encontraram um aglomerado de pequenos corpos celestes para lá de Neptuno que se movem em órbitas invulgares em comparação com o resto do Sistema Solar. Esta configuração, pensam alguns astrónomos, sugere que estes objetos foram agrupados pela interação gravitacional de um enorme planeta invisível. Uma hipótese alternativa diz que não existe um único perturbador gigante, mas ao invés o desequilíbrio é devido à influência gravitacional combinada de objetos muito mais pequenos.
"Apesar da não-deteção do Planeta Nove até à data, a órbita do planeta pode ser inferida com base no seu efeito sobre os vários objetos do Sistema Solar exterior," explicou o membro da equipa Robert De Rosa do ESO em Santiago, Chile, que liderou a análise do estudo. "Isto sugere que se um planeta fosse realmente responsável pelo que observamos nas órbitas dos objetos transneptunianos, deverá ter uma órbita excêntrica inclinada em relação ao plano do Sistema Solar. Esta previsão da órbita do Planeta Nove é semelhante ao que vemos com HD 106906 b."
Os cientistas que vão usar o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA planeiam obter dados adicionais para HD 106906 b a fim de melhor entender o sistema deste planeta. Os astrónomos querem saber onde e como o planeta se formou e se este tem o seu próprio sistema de detritos em órbita, entre outras questões.
"Ainda há muitas questões em aberto sobre este sistema," acrescentou De Rosa. "Por exemplo, não sabemos de forma conclusiva onde ou como o planeta se formou. Embora tenhamos feito a primeira medição do movimento orbital, ainda existem grandes incertezas no que toca aos vários parâmetros orbitais. É provável que tanto os observadores como os teóricos estudem HD 106906 nos próximos anos, desvendando os muitos mistérios deste notável sistema planetário.
Esta imagem do Telescópio Espacial Hubble mostra uma órbita possível (elipse tracejada) do exoplaneta HD 106906 b com 11 vezes a massa de Júpiter. Este mundo remoto está muito separado das suas estrelas hospedeiras, cuja brilhante luz está aqui mascarada para permitir a observação do planeta. O planeta habita para lá do disco de detritos do sistema, que é parecido à nossa própria Cintura de Kuiper de corpos pequenos e gelados para lá de Neptuno. O disco propriamente dito é assimétrico e distorcido, talvez devido à atração gravitacional do planeta distante. Os outros pontos de luz na imagem são estrelas no plano de fundo.
Crédito: NASA, ESA, M. Nguyen (Universidade da California, Berkeley), R. De Rosa (ESO) e P. Kalas (Universidade da California, Berkeley e Instituto SETI)
