ASTRÔNOMOS ENCONTRAM PLANETA COM ANÉIS MAIORES DO QUE SATURNO

28/01/2015

Concepção artística do sistema de anéis extrassolares circundando o jovem planeta ou anã marrom J1407b. Os anéis são mostrados eclipsando a estrela J1407, como teria sido avistado pelo observatório SuperWASP no início de 2007

Astrônomos holandeses e americanos afirmam ter descoberto um planeta com um sistema de anéis gigantesco, 200 vezes maior do que os anéis de Saturno.

Segundo os pesquisadores, esta é a primeira estrutura deste tipo detectada em volta de um planeta fora do Sistema Solar.

Os cientistas afirmam que o sistema provavelmente tem mais de 30 anéis, cada um medindo milhões de quilômetros de diâmetro.

Espaços detectados no sistema de anéis também sugerem que parte do material em volta do planeta pode estar se unindo para formar luas - um fenômeno que pode ser observado nos anéis de Saturno.

"Você pode pensar nisto (neste sistema) como um tipo de super-Saturno", disse o professor Eric Mamajek, da Universidade de Rochester, nos Estados Unidos.

Exoplanetas

Os anéis foram encontrados graças a dados levantados pelo observatório SuperWASP, que pode detectar exoplanetas quando estes cruzam em frente às estrelas em volta das quais orbitam - provocando um enfraquecimento da luz emanada por estas.

Neste caso, os astrônomos observaram uma série complexa de eclipses profundos que durou 56 dias. Eles acreditam que este fenômeno foi causado por um planeta com um sistema de anéis gigante que bloqueou a luz enquanto passava em frente da estrela J1407.

"A curvatura da luz, de ponta a ponta, levou cerca de dois meses, mas podíamos ver mudanças rápidas no espaço de uma noite", disse à BBC o líder da pesquisa Matthew Kenworthy, da Universidade de Leiden, na Holanda.

"Durante o período entre meia e uma hora, a (luz da) estrela podia diminuir entre 30 ou 40%", acrescentou.

Se os anéis de Saturno fossem do mesmo tamanho dos observados neste planeta, eles seriam visíveis da Terra durante a noite e muito maiores do que a Lua cheia.

No ano passado os astrônomos tentaram encontrar o planeta, olhar diretamente para o corpo celeste e não apenas para os eclipses, mas não conseguiram.

Mesmo assim, Kenworthy acredita que a única coisa que poderia manter estes anéis unidos "é um planeta".

A equipe de pesquisadores acredita que o planeta provavelmente é um gigante de gás, como Júpiter, mas entre dez e 40 vezes maior.
Amadores

O planeta distante, batizado de J1407b, também poderá dar pistas sobre o processo que levou à formação de luas em volta de gigantes gasosos em nosso Sistema Solar.

"A comunidade de ciência planetária cria teorias há décadas, (especulando) se Júpiter e Saturno teriam, em um estágio inicial, discos em volta deles que levaram à formação de satélites, disse Eric Mamajek.

Os astrônomos encontraram pelo menos uma falha na estrutura dos anéis.

"Uma explicação óbvia (para esta falha) é que um satélite se formou e abriu esta falha. A massa do satélite poderia ser algo entre a Terra e Marte", disse Kenworthy.

Os pesquisadores estão incentivando astrônonomos amadores a co-monitorar o sistema da estrela J1407, para ajudar a detectar o próximo eclipse dos anéis.

As observações da J1407 podem ser relatadas à Associação Americana de Observadores de Variações de Estrelas (AAVSO, na sigla em inglês).

OS PLANETAS MAIS ANTIGOS DO UNIVERSO

28/01/15

Astrônomos usando dados, adivinhe só, do telescópio espacial Kepler, da Nasa, fizeram mais uma descoberta extraordinária. Eles encontraram o mais antigo sistema planetário de que se tem notícia, com cerca de 11,2 bilhões de anos.

Concepção artística do sistema Kepler-444, o mais antigo já descoberto (Crédito: Universidade de Birmingham)

É verdade que a margem de erro é do naipe “ibope” — 1 bilhão de anos para mais ou para menos. Ainda assim, é um sistema muito antigo, concebido numa época em que o Universo era bem jovem. E os planetas são rochosos, como a Terra, o que nos dá a confiança de que astros favoráveis ao surgimento da vida têm sido criados há muito, muito tempo no cosmos. Compare os 11,2 bilhões de anos do sistema Kepler-444, recém-descoberto, aos 4,6 bilhões de anos do Sol e sua família de planetas. É quase o triplo.

Trocando em miúdos: a vida pode ter florescido em nossa galáxia muito tempo antes que nosso planeta sequer existisse. Mas não em Kepler-444, que fique claro. É um sistema para lá de complicado, e todos os planetas são quentes demais para abrigar água líquida e vida como a conhecemos.

VAMOS ATÉ LÁ?
Normalmente, muitas pessoas reagem negativamente às distâncias interestelares. “De que adianta descobrir esses planetas se não podemos ir até lá?” É bem verdade que ainda não sabemos nem como viajar até a estrela mais próxima, a meros quatro anos-luz de distância, num tempo inferior a dezenas de milhares de anos. Mas para muitas pessoas a imaginação, estimulada pelo conhecimento, já ajuda a transpor os vastos vazios que separam as estrelas.

Você é uma delas? Façamos, pois, uma visita virtual a esse sistema, localizado a modestos 120 anos-luz de distância, na constelação de Lira. A primeira coisa que notaremos ao nos aproximar é que Kepler-444 não é um sistema de uma estrela solitária, como o Sol. Notaremos, como fez a equipe do astrônomo português Tiago Campante, da Universidade de Birmingham no Reino Unido, ao realizar observações posteriores com telescópios em solo, que há uma segunda estrela, menos brilhante, em torno do astro principal.

Verificando a separação aparente entre elas, os computadores de bordo de nossa espaçonave virtual nos informam que a menor deve estar girando em torno da maior a uma distância relativamente grande, completando uma volta a cada 430 anos, aproximadamente.

Imagem feita com o telescópio Keck II, no Havaí, revela uma estrela menos brilhante ao redor de Kepler-444. (Crédito: Campante et al.)

Mas conforme nossa distância do sistema diminui, temos mais uma surpresa. O astro menor não é uma estrela, mas duas — duas anãs vermelhas, bem menores e mais frias que o Sol. Elas giram em torno de um centro comum enquanto avançam juntas ao redor do astro maior, uma anã laranja, apenas ligeiramente menor que nossa estrela-mãe. Tudo isso nós descobrimos ao analisar a luz vinda desses astros, que revela sua temperatura e seu tipo espectral.

Partimos então para uma análise mais sofisticada do espectro da estrela principal. Ao detectar pequenas vibrações internas, que se refletem em sutis alterações de brilho na estrela — algo que o astrônomo brasileiro Eduardo Janot, da USP, gosta de chamar de “estelemotos” — os pesquisadores puderam estimar a idade (a técnica é conhecida como “asterosismologia”). E aí chegaram aos 11,2 bilhões de anos.

Seguindo em frente, avançamos até as proximidades da estrela maior e lá encontramos nosso tesouro: cinco pequenos planetas, todos rochosos e menores que a Terra. O menor deles é o mais interno, Kepler-444b, que completa uma volta em torno de sua estrela em apenas 3,6 dias terrestres. Ele tem o tamanho aproximado de Mercúrio, o menor dos planetas do nosso Sistema Solar, mas é bem mais quente, pois está bem mais próximo de sua estrela. Aliás, todos os cinco planetas caberiam num círculo com um quinto do tamanho da órbita de Mercúrio — é o que os astrônomos chamam de um sistema altamente compactado. O segundo planeta completa uma volta em 4,5 dias, o terceiro em 6,2 dias, o quarto em 7,7 e o quinto em 9,7. O maior é o último, com cerca de três quartos do diâmetro da Terra.

Embora sejam inabitáveis, eles trazem uma confirmação importante — os ingredientes básicos para a formação de planetas como a Terra já existiam 11 bilhões de anos atrás.

NÃO BASTA A RECEITA
Esse é um dos grandes enigmas da astronomia dos exoplanetas — quando eles começaram a se formar? O drama é que, no princípio do Universo, 13,8 bilhões de anos atrás, só havia três elementos químicos: hidrogênio, hélio e uma pitada de lítio.

Com esse trio, já dava para fabricar estrelas — grandes bolas de gás que convertem hidrogênio em elementos mais pesados por fusão nuclear –, mas não planetas — que exigem átomos mais pesados, como carbono e oxigênio. Para que mundos como o nosso pudessem existir, primeiro as estrelas primordiais tiveram de “construí-los” em suas fornalhas internas e depois semeá-los pelo Universo, principalmente por meio das explosões violentas conhecidas como supernovas.

Espalhados pelo espaço, esses estilhaços atômicos acabaram semeando nuvens de gás que formariam outras estrelas. E o processo seguiria adiante, gradualmente tornando o Universo um lugar com maior variedade química. Mas em que momento exatamente já havia concentração suficiente de elementos pesados para o surgimento de planetas rochosos?

Essa é a importância do novo achado — ele empurra ainda mais para trás esse momento de transição. Já conhecíamos alguns sistemas planetários com idade estimada em coisa de 10 bilhões de anos (Kepler-10 e Kapteyn, para citar dois exemplos), mas o Kepler-444 parece ser ainda mais antigo.

“A descoberta de um sistema antigo de planetas de tamanho terrestre em torno da estrela Kepler-444 confirma que os primeiros planetas se formaram muito cedo na história da galáxia, e com isso ajuda a determinar o início da era da formação planetária”, escrevem os pesquisadores, em artigo publicado ontem no “Astrophysical Journal”.

A descoberta representa mais um triunfo do princípio copernicano. Inspirado originalmente pela constatação de Copérnico de que a Terra estava longe de ser o centro do Universo, e em vez disso era apenas mais um planeta a girar em torno do Sol, consolidou-se a noção de que não há nada de especial sobre nosso mundo que o torne melhor ou mais interessante que outros espalhados pelo Universo.

A descoberta, nos últimos anos, de que planetas similares em composição à Terra e com níveis de radiação similares existem em grandes quantidades foi mais uma confirmação desse princípio. E agora vemos que nem mesmo numa época especial nós vivemos. A vida pode ter emergido pela primeira vez no Universo vários bilhões de anos antes que nosso planeta tenha sequer nascido. Não somos únicos. Somos, em vez disso, apenas mais um exemplo da obsessão criativa do cosmos.

A BUSCA CONTINUA

A busca por mundos habitados

19/01/15


Uma descoberta épica acaba de ser feita pela missão K2, a segunda fase de operações do satélite Kepler, da Nasa. Seria apenas mais um planeta potencialmente similar à Terra, como tantos que já foram anunciados nos últimos anos, não fosse por um detalhe: ele é o primeiro a ser encontrado que permitirá a busca efetiva por sinais de vida em sua atmosfera.

Concepção artística de planeta ao redor de estrela anã vermelha, como o recém-descoberto (Crédito: PHL/UPR)

Você pode se perguntar: mas por que os outros não permitiam isso? Qual o problema com os oito mundos recentemente anunciados, ou o Kepler-186f, que fez manchetes em 2014? Em essência, esses planetas estavam distantes demais para permitir o posterior estudo de suas atmosferas.

Esse não é o caso do planeta que recebeu a designação EPIC 201367065 d. Ele tem um diâmetro cerca de 50% maior que o da Terra e completa uma volta em torno de sua estrela-mãe a cada 44,6 dias terrestres. Os dados da missão K2 revelaram a presença de outros dois planetas, um com cerca de 2,1 vezes o diâmetro terrestre, completando uma volta em torno da estrela a cada 10 dias, e o outro com 1,7 vez o diâmetro da Terra e período orbital de 24,6 dias.

A grande vantagem, contudo, é a distância que a estrela EPIC 201367065 guarda de nós — cerca de 150 anos-luz. Não é que esteja “logo ali”, como diria o outro, mas é perto o suficiente para que possamos aplicar a tecnologia atual para estudar diretamente a atmosfera desse mundo. E isso, por sua vez, pode carregar pistas da existência de vida.

A BENESSE DO TRÂNSITO
Hoje em dia, é muito difícil observar diretamente a luz que emana de um planeta fora do Sistema Solar. Algumas câmeras especiais já conseguem fotografar planetas gigantes em órbitas longas em torno de seus sóis, mas isso ainda não é possível para planetas pequenos e rochosos em órbitas suficientemente próximas a ponto de permitir que a água se mantenha em estado líquido na superfície — condição aparentemente essencial para o surgimento e a manutenção da vida.

Então, o único meio de estudar a atmosfera desses mundos é nos casos em que eles “transitam” à frente de suas estrelas, com relação ao nosso campo de visão. Assim, parte da luz da estrela atravessa de raspão a atmosfera do planeta e segue até nós, carregando consigo uma “assinatura” da composição do ar.

Pois bem. O satélite Kepler detecta planetas justamente medindo as sutis reduções de brilho das estrelas conforme eles passam à frente delas. Por um lado, isso limita brutalmente a quantidade de planetas que podemos detectar, pois exige que o sistema esteja alinhado de tal forma que esses mini-eclipses sejam visíveis daqui. (Estima-se que apenas 5% dos sistemas planetários estejam num alinhamento favorável.) Por outro lado, os planetas que descobrimos já são alvos naturais para estudos de espectroscopia, a análise da tal “assinatura” na luz que passou de raspão pela atmosfera.

O satélite Kepler detecta planetas observando trânsitos deles à frente de suas estrelas-mães. (Crédito: Nasa)

Acontece que a missão original do Kepler não era buscar mundos que pudessem ser estudados assim. Quando ele foi projetado e lançado, a quantidade de planetas conhecidos ainda não era tão expressiva, de forma que o objetivo principal do satélite era obter descobertas suficientes para formular um censo da distribuição dos planetas pelo Universo. Para isso, a Nasa o apontou para uma única região do céu, um pequeno cantinho que representa apenas 0,25% do total da abóbada celeste, mas que tinha grande concentração de estrelas. Ele passou quatro anos monitorando cerca de 150 mil estrelas ininterruptamente. O sucesso foi notável. O Kepler já descobriu sozinho mais planetas que todos os outros esforços e projetos que vieram antes dele. Mas um efeito colateral indesejável é que a maioria desses planetas está a uma distância grande demais para permitir esses estudos atmosféricos.

Na missão K2, contudo, a história é outra. Em tese, ela nem deveria existir. Sua formulação foi motivada por um defeito no satélite Kepler, que impediu que ele permanecesse mantendo seu apontamento preciso exigido pela missão original. A Nasa acabou resolvendo a questão usando a própria luz solar como um “apoio” extra para manter o telescópio espacial firmemente apontado, mas com isso é preciso manter a espaçonave sempre alinhada com o Sol, o que significa que o Kepler, conforme avança em sua órbita, agora troca periodicamente a região do céu em foco. São apenas 80 dias para cada região do céu escolhida. Além disso, a precisão das observações diminuiu, de forma que agora a prioridade são estrelas mais próximas — qualidade, em vez de quantidade. Na prática, agora começamos a buscar de fato planetas que iremos estudar a fundo nos próximos anos.

O que nos leva à estrela EPIC 201367065. Ela é uma anã vermelha, um astro com cerca de metade do diâmetro do nosso Sol. Menos quente e luminosa, portanto, o que significa que a chamada zona habitável fica bem mais perto dela do que acontece no Sistema Solar. Segundo os cálculos dos astrônomos, o terceiro planeta do sistema recebe aproximadamente 50% mais radiação de sua estrela que a Terra ganha do Sol. Se isso se traduz num planeta com temperatura amena, como o nosso, ou num inferno escaldante, como Vênus, depende basicamente da composição e da densidade da atmosfera desse mundo misterioso.

O JOGO JÁ COMEÇOU
E aí é que entra a parte interessante. Em vez de simplesmente especular sobre isso, os astrônomos já podem colocar a mão na massa. E não só com o planeta possivelmente habitável, mas com os outros dois, ligeiramente maiores, nas órbitas mais internas. Seriam eles mais parecidos com versões miniaturizadas de Netuno, o menor dos gigantes gasosos do nosso Sistema Solar, ou estão mais para superterras, mundos essencialmente rochosos? Os cientistas apontam em seu artigo, submetido para publicação no “Astrophysical Journal”, que o Telescópio Espacial Hubble seria capaz de analisar o espectro e verificar a presença de grandes invólucros gasosos de hidrogênio nesses planetas, caso eles não tenham grandes coberturas de nuvens na alta atmosfera.

E a coisa vai ficar melhor ainda a partir de 2018, quando a Nasa lançar ao espaço o Telescópio Espacial James Webb. Ele será capaz de detectar dados espectrais correspondentes a uma atmosfera similar à terrestre. Por exemplo, se um desses mundos tiver uma atmosfera como a nossa, onde predomina o nitrogênio, nós saberemos. Se ela contiver grandes quantidades de dióxido de carbono, como é o caso de Vênus, também.

Isso sem falar na medida mais natural a ser tomada desse sistema planetário — a observação dos efeitos gravitacionais que os planetas exercem sobre a estrela-mãe. Com as tecnologias atuais, já seríamos capazes de detectar o bamboleio gravitacional realizado pela estrela conforme ela é atraída para lá e para cá pelos planetas girando em torno dela. E, com isso, saberíamos suas massas. Juntando essa nova informação aos diâmetros, já medidos pelo Kepler, conheceríamos a densidade. E, a partir dela, poderíamos inferir se estão mais para planetas como a Terra ou mundos gasosos, muito menos densos.

“Ao nos permitir medir as massas e as condições atmosféricas de três planetas pequenos num único sistema, a EPIC 201367065 representa uma oportunidade empolgante para o teste de teorias de formação e evolução planetária num único laboratório extra-solar”, escrevem os cientistas encabeçados por Ian Crossfield, da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos.

Os astrônomos já têm o caminho todo mapeado. A ideia é que o K2, assim como seu sucessor, o satélite TESS, que deve ser lançado em 2017, descubra mais alvos promissores, como os do sistema EPIC 201367065. Quando o James Webb for ao espaço, em 2018, terá uma lista considerável de planetas para estudar — potencialmente centenas deles. Todos interessantes, mas obviamente nem todos tão bons para a vida quanto a Terra. Contudo, se, de toda essa rica amostra de mundos, apenas um tiver uma atmosfera rica em oxigênio sem que esse gás possa ter sido produzido em quantidade apreciável por processos não-biológicos (como é o caso do nosso planeta), já teremos a certeza de que não estamos sós no Universo.

Difícil imaginar uma época mais empolgante que esta em toda a história da espécie humana. Quem viver verá.