Instrumento GRAVITY abre novos caminhos na obtenção de imagens de exoplanetas

Instrumento de vanguarda do VLTI revela detalhes de um exoplaneta devastado por tempestades com o auxílio de interferometria óptica

O instrumento GRAVITY montado no Interferômetro do Very Large Telescope (VLTI) do ESO obteve a sua primeira observação direta de um exoplaneta utilizando interferometria óptica. Este método revelou uma atmosfera exoplanetária complexa com nuvens de ferro e silicatos no seio de uma tempestade que engloba todo o planeta. Esta técnica apresenta possibilidades únicas para caracterizar muitos dos exoplanetas que se conhecem atualmente.

Este resultado foi anunciado hoje numa carta à revista Astronomy & Astrophysics pela Colaboração GRAVITY, na qual foram apresentadas observações do exoplaneta HR8799e usando interferometria óptica. Este exoplaneta foi descoberto em 2010 em órbita de uma estrela jovem de sequência principal, HR8799, situada a cerca de 129 anos-luz de distância da Terra na direção da constelação de Pégaso.

Os resultados de hoje, que revelam novas características do HR8799e, necessitaram de um instrumento de muito alta resolução e sensibilidade. O GRAVITY pode usar os quatro Telescópios Principais do VLT do ESO em sincronia como se fossem um único grande telescópio, utilizando um técnica conhecida por interferometria. Este super-telescópio — o VLTI — colecta e separa de forma precisa a radiação emitida pela atmosfera do HR8799e e a radiação emitida pela sua estrela progenitora.

O HR8799e é um exoplaneta do tipo “super-Júpiter”, um mundo diferente de qualquer um dos planetas existentes no Sistema Solar, já que é mais massivo e muito mais jovem do que qualquer dos planetas que orbita o nosso Sol. Com apenas 30 milhões de anos de idade, este exoplaneta bebê é suficientemente jovem para dar aos astrônomos pistas sobre a formação de planetas e sistemas planetários. O exoplaneta é completamente inóspito — a energia que restou da sua formação e um forte efeito estufa fazem com que o HR8799e apresente uma temperatura de cerca de 1000 ºC na sua superfície.

Esta é a primeira vez que interferometria óptica é utilizada para revelar detalhes sobre um exoplaneta e a nova técnica nos deu um espectro extremamente detalhado com uma qualidade sem precedentes — dez vezes mais detalhado do que observações anteriores. As medições levadas a cabo pela equipa revelaram a composição da atmosfera do HR8799e — a qual contém algumas surpresas.

“A nossa análise mostrou que o HR8799e tem uma atmosfera que contém muito mais monóxido de carbono do que metano — algo que não se espera do equilíbrio químico,” explica o líder da equipe Sylvestre Lacour, investigador do CNRS no Observatório de Paris - PSL e no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. “A melhor maneira de explicar este resultado surpreendente é com elevados ventos verticais no seio da atmosfera, os quais impedem o monóxido de carbono de reagir com o hidrogênio para formar metano.”

A equipe descobriu que a atmosfera contém igualmente nuvens de poeira de ferro e silicatos. Quando combinado com o excesso de monóxido de carbono, este fato nos sugere que a atmosfera do HR8799e esteja sofrendo os efeitos de uma enorme e violenta tempestade.

“As nossas observações sugerem uma bola de gás iluminada do interior, com raios de luz quente em movimento nas nuvens escuras tempestuosas,” explica Lacour. ”A convecção faz movimentar as nuvens de partículas de ferro e silicatos, que se desagregam provocando chuva no interior. Este cenário nos mostra uma atmosfera dinâmica num exoplaneta gigante acabado de formar, onde ocorrem processos físicos e químicos altamente complexos.”

Este resultado junta-se ao já impressionante conjunto de descobertas feitas com o auxílio do GRAVITY, as quais incluem a observação do ano passado de gás espiralando com uma velocidade de 30% da velocidade da luz na região logo a seguir ao horizonte de eventos do buraco negro supermassivo que se situa no Centro Galáctico. Este novo resultado adiciona mais uma maneira de observar exoplanetas ao já extenso arsenal de métodos disponíveis aos telescópios e instrumentos do ESO — abrindo caminho a muitas outras descobertas impressionantes.

Fonte: ESO