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Astrônomos estão se aproximando de poder observar anéis de exoplanetas

Nosso Sistema Solar tem quatro planetas com anéis - Como será nos outros sistemas solares?

Saturno é o senhor dos anéis em nosso Sistema Solar, mas todos os planetas exteriores têm sistemas de anéis. Agora os astrônomos estão procurando uma maneira de detectar facilmente anéis em outros sistema solares também. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Anéis planetários são abundantes em nosso Sistema Solar - todo planeta exterior possui anéis, de Júpiter a Netuno. Mas apenas um planeta extrasolar, J1407b, tem confirmado um sistema de anéis (em grande parte porque seu sistema de anéis é muito grande, assim como a distância da Terra ao Sol, que é de 150 milhões de km). Agora, os astrônomos estão começando a se aproximar da possibilidade de responder a seguinte questão: por que, realmente, é difícil de encontrar anéis em exoplanetas? Eles são muito difíceis de serem vistos, ou simplesmente por que eles são extremamente raros?

O trabalho conduzido recentemente por Masataka Aizawa da Universidade de Tokyo e publicado no  The Astronomical Journal, em 31 de Março (2017) e destacado pela Sociedade Astronômica Americana estudou a possibilidade de observar anéis em torno de objetos candidatos a planetas. Planetas com trânsito de longos períodos de duração estão mais distantes de sua estrela hospedeira e esse fato que coopera para que haja anéis ao redor desses candidatos a exoplanetas. Planetas que estão perto de suas estrelas hospedeiras experimentam temperaturas elevadas o suficiente para que os anéis não permaneçam ao seu redor por muito tempo. Pelo fato da massa dos anéis ser insignificante em relação aos seus planetas, detectá-los através de sua influência gravitacional é quase que impossível. Mas há outros métodos, como observar por seu espectro de luz enquanto os planetas transitam ao redor de sua estrela ou por características que levem a entender que são anéis. 

Os anéis de Urano foram definitivamente descobertos em 1977, quando James Elliot, Edward Dunham e Jessica Mink observaram Urano passando em frente (ocultando) a uma estrela bem atrás dele. Ocultações, como trânsitos, permite aos astrônomos obterem informações a respeito do tamanho do planeta, como também sobre sua atmosfera e, se houver, sobre seu sistema de anéis. Elliot e sua equipe observaram pequenos decaimentos na luminosidade da estrela antes e depois da esfera do planeta Urano bloquear a visão da estrela. Esses decaimentos foram pequenas ocultações causadas pelos anéis do planeta. 

A equipe de Aizawa examinou 89 amostras de trânsitos de candidatos a exoplanetas para procurar por anéis. Utilizando os decaimentos das luzes, que mostra as mudanças na luz das estrelas ao longo do tempo que o planeta passa em frente ao seu sol, eles tentaram ajustar os dados em um modelo de um único planeta sem anéis cruzando a frente de sua estrela. Uma combinação ruim entre as mudanças previstas e reais na luz das estrelas pode sinalizar a presença de anéis ou outras características.

Um candidato a planeta se destacou: KIC 10403228, um planeta orbitando uma estrela anã do tipo M. A equipe, então, criou modelos de planetas com anéis que transitavam uma estrela e compararam os resultados dos modelos com os dados, resultando em uma combinação mais compatível. Contudo, esses modelos não são únicos - Outras possibilidades, como uma companheira binária com um disco de poeira circunestelar, ou mesmo uma terceira estrela no sistema, poderiam produzir os mesmos tipos de mudanças na luz das estrelas que foram observadas. Embora o grupo de Aizawa ainda não possa descartar essas possibilidades, eles afirmam que observações futuras, como imagens de alta resolução ou espectroscopia, poderão determinar qual modelo está correto, confirmando se o planeta tem anéis e fornece mais dados para melhorar seus modelos.

Métodos mais fáceis de detectar anéis em planetas poderiam prover mais informações a respeito de objetos que nós encontramos orbitando estrelas distantes. Se os astrônomos puderem determinar o plano dos anéis, eles também podem conseguir informações a respeito da rotação do planeta, o que é extremamente difícil de se obter - apenas 4 exoplanetas mostram sinais referentes à suas rotações.

Há muito tempo que os astrônomos estão fazendo a pergunta: Nosso sistema solar é único? Agora que nós acumulamos um catálogo de mais de 3.000 planetas, com muitos candidatos à espera de confirmação, a questão permanece, embora com algumas mudanças. Não mais nos perguntamos se nosso Sol é único por ter planetas; Nós perguntamos agora se o tipo, o posicionamento e outras características dos planetas do Sistema Solar são originais. Conforme for acontecendo melhorias nos métodos de detectar anéis planetários, atmosferas e outras características, astrônomos serão mais capazes de responder a essas perguntas, como também muitas outras mais.



[Tradução: @difurlan1]

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