Exoplaneta J1407b possui sistema de anéis 200 vezes maior do que Saturno

Os astrônomos do Observatório de Leiden, na Holanda, e da Universidade de Rochester, nos EUA, descobriram que o sistema de anéis que eles observaram eclipsar a jovem estrela J1407 é de proporções enormes, muito maior e mais pesado do que o sistema de anéis de Saturno. O sistema – o primeiro de seu tipo a ser encontrado fora do nosso Sistema Solar – foi descoberto em 2012 por uma equipe liderada por Eric Mamajek, de Rochester.

Uma nova análise dos dados, liderada por Matthew Kenworthy, de Leiden, mostra que o sistema de anéis consiste em mais de 30 anéis, cada um deles com dezenas de milhões de quilômetros de diâmetro. Além disso, eles encontraram lacunas nos anéis, que indicam que satélites (“exoluas”) podem ter se formado.

“Os detalhes que vemos na curva de luz são incríveis. O eclipse durou várias semanas, mas você vê mudanças rápidas em escalas de tempo de dezenas de minutos como resultado de estruturas finas nos anéis “, diz Kenworthy. “A estrela está muito longe para observarmos os anéis diretamente, mas podemos fazer um modelo detalhado com base nas variações de brilho rápido na luz das estrelas que passam pelo sistema de anéis. Se pudéssemos substituir os anéis de Saturno com os anéis em torno de J1407b, eles seriam facilmente visíveis à noite e seriam muitas vezes maiores que a Lua cheia”.

Super Saturno

“Este planeta é muito maior do que Júpiter ou Saturno, e seu sistema de anéis é aproximadamente 200 vezes maior do que os anéis de Saturno são hoje”, disse o co-autor Mamajek, professor de física e astronomia da Universidade de Rochester. “Você poderia pensar nisso como um super Saturno”.

Os astrônomos analisaram dados do projeto SuperWASP – uma pesquisa projetada para detectar gigantes de gás que se movem na frente de sua estrela principal. Em 2012, Mamajek e colegas da Universidade de Rochester relataram a descoberta da jovem estrela J1407 e os seus eclipses incomuns, e propuseram que estes fossem causados ​​por um disco formador de luas em torno de um jovem planeta gigante ou de uma anã marrom.

Em um terceiro estudo, mais recente, liderado por Kenworthy, a ótica adaptativa e a espectroscopia Doppler foram utilizadas para estimar a massa do objeto circundado. Suas conclusões com base nestes e em artigos anteriores sobre o intrigante sistema J1407 é que ele provavelmente era um planeta gigante – ainda não observado – com um gigantesco sistema de anéis responsável pelo apagamento repetido da luz de J1407.

A curva de luz informou aos astrônomos que o diâmetro do sistema de anel é de quase 120 milhões de quilômetros, mais do que duzentas vezes maior que os anéis de Saturno. O sistema de anéis provavelmente contém aproximadamente o valor de massa da Terra em partículas de poeira que obscurecem a luz.

Eclipse

Mamajek coloca em contexto a quantidade de material contida nesses discos e anéis. “Se você moesse as quatro grandes luas galileanas de Júpiter em pó e gelo e espalhasse o material sobre suas órbitas em um anel ao redor de Júpiter, o anel seria tão opaco que um observador distante que visse o anel passar na frente do Sol veria um eclipse muito profundo e de vários dias “, diz Mamajek. “No caso de J1407, vemos os anéis bloqueando tanto quanto 95% da luz desta jovem estrela durante dias, então há muito material lá que poderia então formar satélites”.

Nos dados, os astrônomos encontraram pelo menos um espaço limpo na estrutura de anéis, o que está mais claramente definido no novo modelo. “Uma explicação óbvia é que um satélite se formou e esculpiu essa lacuna”, diz Kenworthy. “A massa do satélite poderia estar entre a da Terra e a de Marte. O satélite teria um período orbital de aproximadamente dois anos em torno de J1407b”.

Os astrônomos esperam que os anéis se tornem mais finos nos próximos vários milhões de anos e eventualmente desapareçam à medida que os satélites se formarem a partir do material nos discos.

“A comunidade de ciência planetária tem teorizado por décadas que planetas como Júpiter e Saturno teriam tido, em estágio inicial, discos em torno deles que levaram à formação de satélites”, explica Mamajek. “No entanto, até que descobrimos esse objeto em 2012, ninguém tinha visto um sistema destes. Esta é a primeira imagem da formação de satélites em escalas de um milhão de quilômetros em torno de um objeto substelar”.

Os astrônomos estimam que J1407b tenha um período orbital de aproximadamente uma década de duração. A massa de J1407b tem sido difícil de medir, mas está provavelmente na faixa de cerca de 10 a 40 massas de Júpiter.

Os pesquisadores incentivam astrônomos amadores a ajudar a monitorar J1407, o que ajudaria a detectar o próximo eclipse dos anéis e identificar o período e a massa do seu companheiro anelado. As observações de J1407 podem ser comunicadas à Associação Americana de Observadores de Estrelas Variáveis ​​(AAVSO). Enquanto isso, os astrônomos estão buscando outros levantamentos fotométricos à procura de eclipses causados por sistemas de anéis ainda não descobertos.

Kenworthy acrescenta que encontrar eclipses de mais objetos como o companheiro da J1407 “é a única maneira viável que temos de observar as primeiras condições de formação de satélites em um futuro próximo. Os eclipses da J1407 nos permitirão estudar as propriedades físicas e químicas dos discos circumplanetários de geração de satélite”. 

FONTE: Astronomy Now