Durante décadas, a visão mais amplamente aceita de como nosso Sistema Solar se formou foi a Hipótese Nebular. De acordo com essa teoria, o Sol, os planetas e todos os outros objetos no Sistema Solar se formaram a partir de material nebuloso bilhões de anos atrás. Essa poeira experimentou um colapso gravitacional no centro, formando o nosso Sol, enquanto o restante do material formou um anel de detritos circunstanciais que se fundiram para formar os planetas.
Graças ao desenvolvimento de telescópios modernos, os astrônomos foram capazes de sondar outros sistemas estelares para testar essa hipótese. Infelizmente, na maioria dos casos, os astrônomos só foram capazes de observar anéis de detritos ao redor das estrelas com dicas de planetas em formação. Só recentemente, uma equipe de astrônomos europeus conseguiu capturar uma imagem de um planeta recém-nascido, demonstrando assim que anéis de detritos são realmente o berço dos planetas.
A pesquisa da equipe apareceu em dois artigos publicados recentemente em Astronomia e Astrofísica, intitulado "Descoberta de um companheiro de massa planetária dentro do espaço do disco de transição em torno do PDS 70" e "Caracterização orbital e atmosférica do planeta dentro do espaço do disco de transição do PDS 70". A equipe responsável por ambos os estudos incluiu um membro do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA), além de vários observatórios e universidades.
Para o bem de seus estudos, as equipes selecionaram o PDS 70b, um planeta que foi descoberto a uma distância de 22 Unidades Astronômicas (AUs) de sua estrela hospedeira e que se acreditava ser um corpo recém-formado. No primeiro estudo - liderado por Miriam Keppler, do Instituto de Astronomia Max Planck - a equipe indicou como eles estudaram o disco protoplanetário ao redor da estrela PDS 70.
PDS 70 é uma estrela T Tauri de baixa massa localizada na constelação de Centaurus, a aproximadamente 370 anos-luz da Terra. Este estudo foi realizado usando imagens de arquivo na banda de infravermelho próximo, captada pelo instrumento Spectro-Polarimétrico de alto contraste Exoplanet REsearch (SPHERE) no Very Large Telescope do ESO (VLT) e no Imager Coronagraphic Infravermelho Próximo no Telescópio Sul Gemini .
Usando esses instrumentos, a equipe fez a primeira detecção robusta de um planeta jovem (PDS 70b) orbitando dentro de uma lacuna no disco protoplanetário de sua estrela e localizou cerca de três bilhões de quilômetros (1,86 bilhão de milhas) de sua estrela central - aproximadamente a mesma distância entre Urano e o sol. No segundo estudo, liderado por Andre Muller (também da MPIA), a equipe descreve como eles usaram o instrumento SPHERE para medir o brilho do planeta em diferentes comprimentos de onda.
A partir disso, eles foram capazes de determinar que o PDS 70b é um gigante gasoso que possui cerca de nove massas de Júpiter e uma temperatura de superfície de cerca de 1000 ° C (1832 ° F), tornando-o um “Super-Júpiter Quente” particularmente. O planeta deve ser mais jovem que sua estrela hospedeira e provavelmente ainda está crescendo. Os dados também indicaram que o planeta está rodeado por nuvens que alteram a radiação emitida pelo núcleo planetário e sua atmosfera.
Graças aos avançados instrumentos utilizados, a equipe também conseguiu adquirir uma imagem do planeta e de seu sistema. Como você pode ver na imagem (postada na parte superior) e no vídeo abaixo, o planeta é visível como um ponto brilhante à direita do centro enegrecido da imagem. Essa região escura é devida a um corongraph, que bloqueia a luz da estrela para que a equipe possa detectar o companheiro muito mais fraco.
Como Miriam Keppler, uma estudante de pós-doutorado no MPIA, explicou em uma recente declaração à imprensa do ESO:
“Esses discos em torno das estrelas jovens são o berço dos planetas, mas até agora apenas algumas observações detectaram sinais de planetas bebês neles. O problema é que, até agora, a maioria desses candidatos ao planeta poderia ter sido apenas destaque no disco. ”
Além de avistar o jovem planeta, as equipes de pesquisa também observaram que ele esculpiu o disco protoplanetário que orbita a estrela. Essencialmente, a órbita do planeta traçou um buraco gigante no centro do disco depois de acumular material a partir dele. Isso significa que o PDS 70b ainda está localizado nas proximidades do local de nascimento, provavelmente ainda acumula material e continuará crescendo e mudando.
Por décadas, os astrônomos estão cientes dessas lacunas no disco protoplanetário e especulam que elas foram produzidas por um planeta. Agora, eles finalmente têm evidências para apoiar essa teoria. Como explicou André Müller:
“Os resultados de Keppler nos dão uma nova janela para os estágios iniciais complexos e pouco compreendidos da evolução planetária. Precisávamos observar um planeta no disco de uma jovem estrela para realmente entender os processos por trás da formação do planeta.“
Esses estudos serão um benefício para os astrônomos, especialmente quando se trata de modelos teóricos de formação e evolução de planetas. Ao determinar as propriedades atmosféricas e físicas do planeta, os astrônomos puderam testar os principais aspectos da hipótese nebular. A descoberta deste jovem planeta coberto de poeira não teria sido se não fosse pelas capacidades do instrumento SPHERE do ESO.
Este instrumento estuda exoplanetas e discos em torno de estrelas próximas usando uma técnica conhecida como imagem de alto contraste, mas também conta com estratégias avançadas e técnicas de processamento de dados. Além de bloquear a luz de uma estrela com um coronagraph, a SPHERE é capaz de filtrar os sinais de fracos companheiros planetários em torno de jovens estrelas brilhantes em vários comprimentos de onda e épocas.
Como o professor Thomas Henning - diretor da MPIA, co-investigador alemão do instrumento SPHERE e autor sênior dos dois estudos - declarou em um recente comunicado à imprensa da MPIA:
“Após dez anos desenvolvendo novos e poderosos instrumentos astronômicos, como o SPHERE, essa descoberta nos mostra que finalmente conseguimos encontrar e estudar planetas no momento de sua formação. Essa é a realização de um sonho há muito acalentado.
Observações futuras desse sistema também permitirão que os astrônomos testem outros aspectos dos modelos de formação de planetas e aprendam sobre a história inicial dos sistemas planetários. Esses dados também ajudarão a determinar como nosso próprio sistema solar se formou e evoluiu durante sua história inicial.
