A massa de um exoplaneta muito jovem foi revelada pela primeira vez usando dados da missão Gaia da ESA e do seu satélite predecessor, o aposentado Hipparcos com um quarto de século.
© ESO/A-M. Lagrange (exoplaneta Beta Pictoris b visível em órbita da sua estrela hospedeira)
Os astrônomos Ignas Snellen e Anthony Brown da Universidade de Leiden, na Holanda, deduziram a massa do planeta Beta Pictoris b a partir do movimento da sua estrela hospedeira durante um longo período de tempo, tanto com a ajuda do Gaia como com a do Hipparcos.
O planeta é um gigante gasoso parecido com Júpiter, mas, de acordo com a nova estimativa, é 9 a 13 vezes mais massivo. Orbita a estrela Beta Pictoris, a segunda estrela mais brilhante da constelação de Pintor.
O planeta só foi descoberto em 2008 em imagens captadas pelo Very Large Telescope (VLT) do ESO do Chile. Tanto o planeta como a estrela só têm aproximadamente 20 milhões de anos, cerca de 225 vezes mais jovens do que o Sistema Solar. A sua tenra idade torna o sistema intrigante, mas também difícil de estudar usando métodos convencionais.
O comportamento nos estágios iniciais da sua evolução dificulta a tarefa dos astrônomos em medir com precisão a velocidade radial da estrela, a velocidade à qual parece mover-se periodicamente na direção da Terra e na direção oposta. Pequenas mudanças na velocidade radial de uma estrela, provocadas pela atração gravitacional de planetas na sua vizinhança, são regularmente usadas para estimar as massas de exoplanetas. Mas este método funciona principalmente para sistemas que já passaram pelos estágios iniciais da sua evolução.
No caso de Beta Pictoris b, os limites superiores da gama de massas do planeta foram obtidos antes de usar o método de velocidade radial. Para obter uma estimativa melhor, os astrônomos usaram um método diferente, tirando proveito das medições do Hipparcos e do Gaia que revelam a posição precisa e o movimento da estrela hospedeira do planeta no céu ao longo do tempo.
Por outro lado, a estrela é muito quente, gira depressa e pulsa. A estrela orbita em torno do centro da Via Láctea, tal como o Sol. Da Terra, este movimento parece linear quando projetado no céu. Este movimento é denominado movimento próprio. Também existe o efeito de paralaxe, que é provocado pela Terra em órbita do Sol. Por causa disso, ao do longo do ano, vemos a estrela de ângulos ligeiramente diferentes.
E há ainda as pequenas oscilações na trajetória da estrela no céu, desvios minúsculos da trajetória esperada provocados pela atração gravitacional do planeta em órbita da estrela. Esta é a mesma oscilação que pode ser medida através de mudanças na velocidade radial, mas ao longo de uma direção diferente, no plano do céu e não ao longo da linha de visão.
Para poder fazer tal avaliação, os astrônomos precisam de observar a trajetória da estrela durante um período de tempo longo a fim de entender adequadamente o movimento próprio e o efeito de paralaxe.
A missão Gaia, desenhada para observar mais de um bilhão de estrelas na nossa Galáxia, será eventualmente capaz de fornecer informações sobre uma grande quantidade de exoplanetas. Nos 22 meses de observações incluídas no segundo lançamento de dados do Gaia, publicado em abril, o satélite registou a estrela Beta Pictoris cerca de 30 vezes. No entanto, isso não é suficiente.
A combinação das medições do Gaia com as da missão Hipparcos da ESA, que observou Beta Pictoris 111 vezes entre 1990 e 1993, levou a que Ignas e Anthony obtivessem o seu resultado muito mais depressa. Isto levou à primeira estimativa bem-sucedida da massa de um planeta jovem usando medições astrométricas.
O movimento próprio também contém o componente provocado pelo planeta em órbita. O Hipparcos, por si só, não teria sido capaz de encontrar este planeta porque a estrela pareceria solitária e perfeitamente normal a não ser que fosse observado por muito mais tempo.
O resultado representa um passo importante para uma melhor compreensão dos processos envolvidos na formação planetária e antecipa as empolgantes descobertas de exoplanetas que serão alcançadas pelos futuros lançamentos de dados do Gaia.
Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.
Fonte: ESA
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