Quatrocentos e cinquenta anos-luz separam a Terra e LkCa 15, uma estrela jovem que tem um disco rodopiante em seu redor, o local onde os planetas nascem.
© Steph Sallum (exoplaneta LkCa 15 b)
A imagem composta acima mostra o exoplaneta LkCa 15 b, através dos dados do telescópio Magalhães, em azul, e do Large Binocular Telescope (LBT), em verde e vermelho.
Apesar da considerável distância entre a Terra e este disco, pesquisadores da Universidade do Arizona, EUA, captaram a primeira imagem de um planeta em formação, um planeta que reside numa lacuna no disco de LkCa 15.
Dos cerca de 2.000 exoplanetas conhecidos, planetas que orbitam uma estrela que não nosso Sol, apenas cerca de 10 foram fotografados, e isso foi muito tempo depois de se terem formado, não quando estavam ainda em formação.
"Esta é a primeira vez que obtivemos uma imagem de um planeta e que podemos dizer que está ainda se formando," afirma Stephanie Sallum, estudante da Universidade do Arizona que, juntamente com Kate Follette, atualmente fazendo um trabalho de pós-doutoramento na Universidade de Stanford, que liderou a pesquisa.
"Ninguém tinha detectado, inequivocamente, um planeta em formação com este nível de sucesso," afirma Follette. "Sempre houveram explicações alternativas, mas, neste caso, temos uma imagem direta e é difícil contestar isso."
Há apenas alguns meses atrás, Sallum e Follette estavam trabalhando de forma independente, cada uma no seu próprio projeto de doutoramento. Mas, por acaso, tinham as suas atenções viradas para a mesma estrela. Ambas estavam observando LkCa 15, que está rodeada por um tipo especial de disco protoplanetário que contém uma divisão interna ou lacuna.
Os discos protoplanetários formam-se em torno de estrelas jovens usando detritos que sobram da formação da estrela. Suspeita-se que, em seguida, os planetas formam-se dentro do disco, varrendo a poeira e os detritos à medida que o material cai sobre eles, em vez de ficar no disco ou cair sobre a estrela. É criada então uma lacuna na qual os planetas residem. As novas observações das pesquisadoras suportam esta ideia.
"O motivo da seleção deste sistema é porque é uma estrela muito jovem que ainda tem material deixado para trás pelo processo de formação estelar," comenta Follette. "É como um grande toróide. Este sistema é especial porque é dos poucos discos que tem uma lacuna do tamanho do Sistema Solar. E uma das maneiras de criar essa lacuna é ter lá planetas em formação."
Sallum diz que os cientistas estão só agora começando a ser capazes de fotografar objetos perto e muito mais tênues que a estrela hospedeira. Estes instrumentos incluem o LBT, o maior telescópio do mundo, localizado no estado americano do Arizona, e o telescópio Magalhães e o seu sistema de ópticas adaptativas, localizado no Chile.
A captura de imagens nítidas de objetos distantes é muito difícil graças, em grande parte, à turbulência atmosférica, a mistura de ar quente e frio.
"Quando olhamos através da atmosfera da Terra, o que estamos vendo é uma mistura turbulenta de ar quente e frio, que faz com que a luz das estrelas cintile," afirma Laird Close, professor de astronomia na Universidade do Arizona.
"Para um telescópio grande, é uma coisa bastante dramática. Vemos uma imagem horrível, mas é o mesmo fenômeno que faz com que as luzes da cidade e a luz das estrelas cintilem."
"Os telescópios grandes sofrem sempre deste tipo de problema," diz Josh Eisner, também da mesma universidade. Mas, ao usar o sistema de ópticas adaptativas do LBT e uma nova técnica de imagem, ele e Sallum conseguiram obter as imagens infravermelhas mais nítidas, até agora, de LkCa 15.
Entretanto, Close e Follette usaram o sistema de ópticas adaptativas do Magalhães para, independentemente, corroborarem as descobertas planetárias de Sallum e Eisner. Isto é, usando a capacidade única do Magalhães de trabalhar em comprimentos de onda visíveis, captaram a impressão digital do "hidrogênio alfa" do planeta, o comprimento de onda específico que LkCa 15 e os seus planetas emitem à medida que crescem. Na verdade, quase todas as estrelas jovens são identificadas pela sua luz de hidrogênio alfa, comenta Close, pesquisador principal do sistema de ópticas adaptativas do Magalhães.
Quando os objetos cósmicos se formam, ficam extremamente quentes. E dado que se formam a partir de hidrogênio, esses objetos brilham todos com um tom vermelho escuro, que os astrônomos referem como H-alpha, um comprimento de onda em particular. "É como um sinal de neônio, o modo como o neônio brilha quando fica energizado," explica.
"Esse único tom escuro de luz vermelha é emitido tanto pelo planeta como pela estrela à medida que passam pelo mesmo processo de crescimento," acrescenta Follette. "Nós fomos capazes de separar a luz do tênue planeta da luz da estrela muito mais brilhante e ver que ambos estavam crescendo e brilhando neste tom muito distinto de vermelho."
Uma cor tão distinta que é prova da formação de um planeta, algo nunca antes visto.
"Resultados impressionantes como este só se tornaram possíveis com a aplicação de tecnologias novas e muito avançadas," afirma o professor Peter Tuthill da Universidade de Sydney.
Os resultados foram publicados na revista Nature.
Fonte: Stanford University & University of Arizona
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