Usando o Very Long Baseline Array (VLBA), astrônomos descobriram um exoplaneta do tamanho de Saturno em órbita de uma estrela pequena e fria a 35 anos-luz da Terra.
© Luiz A. C. Ramirez (ilustração do grande exoplaneta e sua estrela hospedeira)
Esta é a primeira descoberta de um exoplaneta com um radiotelescópio usando uma técnica que requer medições extremamente precisas da posição de uma estrela no céu, e apenas a segunda descoberta exoplanetária com esta técnica e para radiotelescópios.
A técnica é conhecida há muito tempo, mas tem sido difícil de usar. Envolve rastrear o movimento real da estrela pelo espaço e, em seguida, detectar uma minúscula "oscilação" nesse movimento provocada pelo efeito gravitacional do planeta. A estrela e o planeta orbitam em torno de um local que representa o centro de massa combinado de ambos. O exoplaneta é revelado indiretamente se o baricentro estiver longe o suficiente da estrela para provocar uma oscilação detectável pelo telescópio.
Espera-se que esta técnica, chamada técnica astrométrica, seja particularmente boa para detectar planetas do tipo Júpiter em órbitas distantes da estrela. Isto porque quando um planeta massivo orbita uma estrela, a oscilação produzida na estrela aumenta com uma maior separação entre o planeta e a estrela e, a uma determinada distância da estrela, quanto mais massivo o planeta, maior a oscilação produzida.
A partir de junho de 2018 e continuando por ano e meio, os astrônomos rastrearam uma estrela chamada TVLM 513–46546, uma anã fria com menos de um-décimo da massa do nosso Sol. Além disso, usaram dados de nove observações anteriores da estrela pelo VLBA entre março de 2010 e agosto de 2011.
Uma análise extensa dos dados destes períodos de tempo revelou uma oscilação no movimento da estrela, indicando a presença de um exoplaneta comparável com Saturno em termos de massa, orbitando a estrela uma vez a cada 221 dias. Este exoplaneta está mais perto da estrela do que Mercúrio do Sol.
As estrelas pequenas e frias como TVLM 513–46546 são o tipo estelar mais comum na Via Láctea, e muitas delas foram encontradas com exoplanetas pequenos, comparáveis à Terra e Marte.
"Espera-se que os planetas gigantes, como Júpiter e Saturno, sejam raros em torno de estrelas pequenas como esta, e a técnica astrométrica é mais adequada para encontrar planetas parecidos com Júpiter em órbitas largas, de modo que ficamos surpreendidos ao encontrar um planeta de massa menor, semelhante a Saturno, numa órbita relativamente compacta. Esperávamos encontrar um planeta mais massivo, parecido com Júpiter, numa órbita maior," disse Salvador Curiel, da Universidade Nacional Autônoma do México.
Foram descobertos mais de 4.200 exoplanetas em órbita de outras estrelas que não o Sol, mas o exoplaneta em torno de TVLM 513–46546 é apenas o segundo a ser descoberto usando a técnica astrométrica. Outro método muito bem-sucedido, chamado de técnica de velocidade radial, também se baseia no efeito gravitacional do planeta sobre a estrela. Esta técnica detecta a ligeira aceleração da estrela, seja na direção da Terra ou na direção oposta, provocada pelo movimento da estrela em torno do baricentro.
"O nosso método complementa o método de velocidade radial, que é mais sensível a planetas situados em órbitas próximas, enquanto o nosso é mais sensível a planetas massivos em órbitas mais distantes da estrela," disse Gisela Ortiz-Leon do Instituto Max Planck para Radioastronomia na Alemanha. "De fato, estas outras técnicas encontraram apenas alguns planetas com características como massa do planeta, tamanho orbital e massa da hospedeira estelar, semelhantes ao planeta que encontramos. Pensamos que o VLBA, e a técnica de astrometria em geral, podem revelar muitos planetas semelhantes."
Uma terceira técnica, chamada método de trânsito, também muito bem-sucedida, detecta o ligeiro escurecimento da luz estelar quando um planeta passa à sua frente, a partir da perspetiva da Terra.
O método astrométrico tem sido bem-sucedido na detecção de sistemas estelares binários próximos e foi reconhecido já no século XIX como um meio potencial de descobrir exoplanetas. Ao longo dos anos, várias destas descobertas foram anunciadas e depois não sobreviveram a uma análise mais aprofundada. A dificuldade tem estado na oscilação estelar produzida por um planeta, oscilação esta tão pequena quando vista da Terra que requer uma precisão extraordinária nas medições posicionais.
"O VLBA com antenas separadas por até 8.000 km, proporcionou-nos o grande poder de resolução e a precisão extremamente alta necessária para esta descoberta," disse Amy Mioduszewski, do National Radio Astronomy Observatory (NRAO). "Além disso, as melhorias que foram feitas na sensibilidade do VLBA deram-nos a qualidade de dados que tornou agora possível este trabalho," acrescentou.
A descoberta foi relatada no periódico The Astronomical Journal.
Fonte: Max Planck Institute for Radio Astronomy
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