O estudo dos exoplanetas tem avançado muito nos últimos anos, graças em grande parte à missão Kepler.
© NASA/JPL-Caltech (disco protoplanetário ao redor da jovem estrela HD 141569)
Mas essa missão tem suas limitações. É difícil para o Kepler, e para outras tecnologias, obter imagens de regiões próximas às suas estrelas. Agora um novo instrumento chamado de coronógrafo de vórtice, instalado no Observatório Keck no Havaí, permite aos astrônomos olhar para discos protoplanetários que estão muito próximos das estrelas que orbitam.
A imagem acima foi obtida pelo coronógrafo de vórtice que captou um disco protoplanetário que rodeia a jovem estrela HD 141569, que está a cerca de 380 anos-luz da Terra.
O problema com a visualização de discos de poeira, e mesmo planetas, perto de suas estrelas é que as estrelas são muito mais brilhantes do que tais objetos que estão em sua órbita. As estrelas podem ser bilhões de vezes mais brilhante do que os planetas perto delas, tornando quase impossível vê-los devido ao brilho. "O poder do vórtice reside na sua capacidade de efetuar imagens de planetas muito próximos de sua estrela, algo que não podemos fazer para planetas semelhantes à Terra ainda," disse Gene Serabyn do Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA. O coronógrafo de vórtice pode ser a chave para tirar as primeiras imagens de um ponto azul pálido como o nosso.
"O coronógrafo de vórtice nos permite observar as regiões ao redor das estrelas onde planetas gigantes como Júpiter e Saturno supostamente são formados. Antes, só conseguíamos imagear gigantes gasosos que nasceram muito mais longe. Com o coronógrafo de vórtice será possível captar planetas orbitando tão perto de suas estrelas como Júpiter é para o nosso Sol, ou cerca de duas a três vezes mais perto do que era possível antes," disse Dmitri Mawet, cientista do JPL e Caltech, ambos em Pasadena.
Em vez de mascarar a luz das estrelas, como outros métodos de visualização de exoplanetas, o coronógrafo de vórtice redireciona a luz para longe dos detectores, combinando ondas de luz e cancelando-as. Como não há máscara oculta, o coronógrafo de vórtice pode captar imagens de regiões muito mais próximas das estrelas do que outros coronógrafos são capazes. Dmitri Mawet, cientista de pesquisa que inventou o novo coronógrafo, compara-o ao olho de uma tempestade.
"O instrumento é chamado de coronógrafo de vórtice porque a luz das estrelas é centrada em uma singularidade óptica, que cria um buraco negro no local da imagem da estrela. "Os furacões têm uma singularidade em seus centros onde as velocidades do vento caem a zero, o olho da tempestade. Nosso coronógrafo de vórtice é basicamente o olho de uma tempestade óptica onde a luz das estrelas são desviadas," disse Mawet.
Um estudo apresentou a primeira imagem direta da estrela HIP79124 B, uma anã marrom que está a 23 UA de sua estrela, na região de formação de estrelas chamada Scorpius-Centaurus.
Um outro estudo apresentou imagens de um disco protoplanetário em torno da estrela jovem HD141569A. Essa estrela tem três discos à sua volta, e o coronógrafo conseguiu captar uma imagem do anel mais íntimo. A combinação dos dados coronógrafo de vórtice com os dados das missões Spitzer, WISE e Herschel mostrou que o material formador de planetas no disco é constituído por grãos de tamanho de seixos de olivina, que são os blocos de construção dos embriões do planeta. A olivina é um dos silicatos mais abundantes no manto da Terra.
Essas imagens e estudos são apenas o começo para o coronógrafo de vórtice. Ele será usado para captar muitos sistemas planetários mais jovens. Em particular, ele irá olhar para planetas perto das chamadas "linhas de geada" em outros sistemas solares. É a região em torno de sistemas estelares onde está frio o suficiente para que moléculas como água, metano e dióxido de carbono se condensem em grãos sólidos e gelados. O pensamento atual diz que a linha de geada é a linha divisória entre onde os planetas rochosos e os planetas gasosos são constituídos. Os astrônomos esperam que o coronógrafo possa responder a perguntas sobre Júpiteres e Netunos quentes.
Os Júpiteres e Netunos quentes são grandes planetas gasosos que são encontrados muito próximos de suas estrelas. Os astrônomos querem saber se esses planetas se formaram perto da linha de geada, em seguida, migraram para dentro em direção a suas estrelas, pois é impossível para eles se formarem tão perto de suas estrelas.
A questão é: quais as forças que os fizeram migrar para dentro? "Com um pouco de sorte, podemos pegar planetas no processo de migração através do disco protoplanetário, olhando para esses objetos muito jovens", disse Mawet.
Os resultados do coronógrafo de vórtice são apresentados em dois artigos publicados no Astronomical Journal.
Fonte: Universe Today
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