Astrónomos descobriram, pela primeira vez, um exoplaneta que abriu uma lacuna no disco protoplanetário em torno da sua estrela. Esta observação rara fornece novos conhecimentos sobre a forma como os jovens planetas moldam o seu ambiente.

Ao longo da última década, os avanços na astronomia observacional revolucionaram o estudo das regiões em torno de estrelas jovens onde os planetas nascem. Foram captadas centenas de imagens de alta resolução de discos em formação planetária, muitos dos quais mostram estruturas como anéis e braços em espiral - características que se pensa indicarem a formação de planetas.

No entanto, desde a descoberta do sistema planetário PDS 70 em 2018 que nenhum outro planeta embebido tinha sido confirmado. Os astrónomos têm andado à procura de um sistema semelhante ao longo dos últimos sete anos. A equipa encontrou agora um planeta deste tipo através de um programa de investigação chamado WISPIT (WIde Separation Planets In Time), utilizando o instrumento SPHERE montado no VLT (Very Large Telescope) do ESO no Chile. O sistema recém-descoberto foi batizado de WISPIT 2 e o planeta de WISPIT 2b.

"Tivemos uma sorte incrível"

A autora principal, Richelle van Capelleveen, candidata a doutoramento na Universidade de Leiden, Países Baixos, afirma: "Descobrir este planeta foi uma experiência maravilhosa - tivemos uma sorte incrível. WISPIT 2, uma versão jovem do nosso Sol, situa-se num grupo pouco estudado de estrelas jovens, e não esperávamos encontrar um sistema tão espetacular. Estou muito grata aos nossos parceiros internacionais por todo o seu trabalho, especialmente ao grupo de estudantes da Universidade de Galway, na Irlanda, que nos ajudou a partilhar esta descoberta com a comunidade em tempo recorde".

Primeira deteção clara de um planeta embebido

O orientador de Van Capelleveen e terceiro autor do estudo, Matthew Kenworthy (Universidade de Leiden), explica: "O que aqui apresentamos é a primeira deteção clara de um planeta embebido desde PDS 70, há sete anos. É também a primeira deteção de um planeta deste tipo numa divisão limpa".

O segundo autor, Christian Ginski (Universidade de Galway, Irlanda), acrescenta: "Esta é uma evidência direta e forte de que os gigantes gasosos que encontrámos em órbitas largas em torno de estrelas ligeiramente mais velhas podem, de facto, ter sido formados longe da sua estrela-mãe - exatamente onde os vemos agora".

A equipa espera que este sistema tenha um grande impacto na comunidade de formação de planetas e que sirva de referência para modelos de formação planetária e interações disco-planeta nos próximos anos.

Compreendendo como os planetas se formam

Compreender como os planetas se formam é uma questão fundamental em astronomia. Sabemos que se formam num disco em torno de uma estrela jovem. De acordo com a teoria principal, um planeta começa por construir um núcleo e depois abre caminho no disco, puxando gás e poeira sob a sua própria gravidade. Até à data, os astrónomos confirmaram a existência de cerca de 6000 planetas e centenas de discos, mas apenas um sistema mostrava planetas ainda embebidos no seu disco: PDS 70, que contém dois planetas dentro de uma grande lacuna interior.

À procura de planetas embebidos

Duas observações coronográficas de banda-H com o VLT/SPHERE (cada uma com uma duração inferior a cinco minutos e obtidas com um ano de intervalo) revelaram um disco em torno desta estrela. A equipa suspeitou que poderia haver um planeta no interior da divisão interior e efetuou observações de acompanhamento com o SPHERE, tanto em luz polarizada como não polarizada, para estudar o disco e eventuais planetas embebidos.

Também contactaram uma equipa no estado americano do Arizona para observar o sistema em luz H-alfa - um comprimento de onda ótico específico usado para detetar gás hidrogénio a cair sobre um planeta. A deteção de um planeta nesta banda estreita indica que está ativamente a acretar gás e poeira. Estas observações de acompanhamento forneceram fortes evidências da existência de WISPIT 2b. Uma reanálise das imagens originais também revelou o planeta, permitindo à equipa seguir parte da sua órbita.

Um sistema espetacular com imagens impressionantes

Um artigo científico paralelo, liderado por Laird Close (Universidade do Arizona, EUA), descreve em pormenor a deteção de acreção de gás no exoplaneta. Close afirma: "Foi incrivelmente excitante estudar este disco recém-descoberto com o telescópio Magellan de 6,5 metros e com o nosso sistema de ótica adaptativa MagAO-X. Este sistema foi especialmente concebido para procurar gás hidrogénio a cair em planetas jovens. Assim que obtivemos uma imagem H-alfa (luz vermelha visível profunda), encontrámos um belo planeta com acreção. A nossa forte deteção H-alfa prova que este é um exemplo muito raro de um protoplaneta em crescimento".

Van Capelleveen diz que a equipa está entusiasmada com a descoberta: "É um sistema extraordinário, com a imagem impressionante de um planeta embebido na lacuna de um disco com vários anéis. Este é o primeiro planeta embebido num anel ainda em formação alguma vez observado, dando à comunidade de formação planetária uma oportunidade única de aprender mais sobre a física dos discos de formação planetária - especialmente a sua viscosidade, um fator chave na forma como se espalham ao longo do tempo e transportam material e momento angular. Este sistema continuará provavelmente a ser uma referência durante muitos anos".

// Universidade de Leiden (comunicado de imprensa)
// Universidade de Galway (comunicado de imprensa)
// Universidade do Arizona (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
// Artigo científico #2 (The Astrophysical Journal Letters)

Quer saber mais?

WISPIT 2:
Wikipedia
WISPIT 2b (Exoplanet.eu)

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

VLT (Very Large Telescope):
ESO
Wikipedia
SPHERE (ESO)

Telescópio Magellan:
Observatório Las Campanas
Wikipedia