VLBA produz a primeira visão tridimensional completa de um sistema binário com planeta

 A partir de baixa órbita de um planeta com cerca do dobro do tamanho de Júpiter, esta impressão de artista mostra a estrela que o planeta rodeia e a companheiro binária dessa estrela à distância. Crédito: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF 

Ao traçar com precisão uma pequena, quase imperceptível, oscilação no movimento de uma estrela próxima através do espaço, os astrônomos descobriram um planeta semelhante a Júpiter orbitando essa estrela, que é uma de um par binário. Seu trabalho, usando o Very Long Baseline Array (VLBA) da National Science Foundation, produziu a primeira determinação da estrutura tridimensional completa das órbitas de um par binário de estrelas e um planeta orbitando uma delas. Essa conquista, disseram os astrônomos, pode fornecer novos insights valiosos sobre o processo de formação do planeta.

Embora mais de 5.000 planetas extra-solares tenham sido descobertos até agora, apenas três foram descobertos usando a técnica – chamada astrometria – que produziu essa descoberta. No entanto, a façanha de determinar a arquitetura 3-D de um sistema estelar binário que inclui um planeta “não pode ser alcançada com outros métodos de descoberta de exoplanetas”, disse Salvador Curiel, da Universidade Nacional Autônoma do México (UNAM).

“Como a maioria das estrelas está em sistemas binários ou múltiplos, ser capaz de entender sistemas como este nos ajudará a entender a formação de planetas em geral”, disse Curiel.

As duas estrelas, que juntas são chamadas de GJ 896AB, estão a cerca de 20 anos-luz da Terra – vizinhas próximas pelos padrões astronômicos. São estrelas anãs vermelhas, o tipo mais comum em nossa galáxia Via Láctea. O maior, em torno do qual o planeta orbita, tem cerca de 44% da massa do nosso Sol, enquanto o menor tem cerca de 17% da massa do Sol. Eles estão separados por aproximadamente a distância de Netuno do Sol e orbitam um ao outro uma vez a cada 229 anos.

Para o estudo do GJ 896AB, os astrônomos combinaram dados de observações ópticas do sistema feitas entre 1941 e 2017 com dados de observações do VLBA entre 2006 e 2011. Eles então fizeram novas observações do VLBA em 2020. A resolução supersharp do VLBA em todo o continente – capacidade para ver detalhes finos – produziu medições extremamente precisas das posições das estrelas ao longo do tempo. Os astrônomos realizaram uma extensa análise dos dados que revelaram os movimentos orbitais das estrelas, bem como seu movimento comum através do espaço.

O rastreamento detalhado do movimento da estrela maior mostrou uma ligeira oscilação que revelou a existência do planeta. A oscilação é causada pelo efeito gravitacional do planeta sobre a estrela. A estrela e o planeta orbitam um local entre eles que representa seu centro de massa comum. Quando esse local, chamado de baricentro, está suficientemente longe da estrela, o movimento da estrela ao seu redor pode ser detectável.

Os astrônomos calcularam que o planeta tem cerca de duas vezes a massa de Júpiter e orbita a estrela a cada 284 dias. Sua distância da estrela é ligeiramente menor que a distância de Vênus ao Sol. A órbita do planeta está inclinada aproximadamente 148 graus em relação às órbitas das duas estrelas.

“Isso significa que o planeta se move em torno da estrela principal na direção oposta à da estrela secundária em torno da estrela principal”, disse Gisela Ortiz-León, da UNAM e do Instituto Max Planck de Radioastronomia. “Esta é a primeira vez que tal estrutura dinâmica foi observada em um planeta associado a um sistema binário compacto que presumivelmente se formou no mesmo disco protoplanetário”, acrescentou.

“Estudos detalhados adicionais deste e de sistemas semelhantes podem nos ajudar a obter informações importantes sobre como os planetas são formados em sistemas binários. Existem teorias alternativas para o mecanismo de formação, e mais dados podem indicar qual é o mais provável”, disse Joel Sanchez-Bermudez, da UNAM. “Em particular, os modelos atuais indicam que um planeta tão grande é muito improvável como companheiro de uma estrela tão pequena, então talvez esses modelos precisem ser ajustados”, acrescentou.

A técnica astrométrica será uma ferramenta valiosa para caracterizar mais sistemas planetários, disseram os astrônomos. “Podemos fazer muito mais trabalho como este com o planejado Next Generation VLA (ngVLA)”, disse Amy Mioduszewski, do Observatório Nacional de Radioastronomia. “Com ele, podemos encontrar planetas tão pequenos quanto a Terra.”

Os astrônomos estão relatando suas descobertas na edição de 1º de setembro do Astronomical Journal.

O Observatório Nacional de Radioastronomia é uma instalação da National Science Foundation, operada sob acordo cooperativo pela Associated Universities, Inc.

Fonte: spaceref.com