Tecnologia Científica
Astrônomos descobrem novo planeta na constelação da Ursa Maior
Astrônomos da Universidade Nicolaus Copernicus em Torun descobriram um novo planeta na constelação da Ursa Maior. Ele tem uma massa de até 11 vezes a de Júpiter, orbita sua estrela em 14 anos e tem uma temperatura...
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Universidade Nicolau Copérnico em Torun - 13/09/2024
Visão artística de um super-Júpiter frio no sistema HD 118203. É um planeta gasoso extremamente massivo orbitando sua estrela em uma órbita seis vezes maior que a da Terra. Os astrônomos acreditam que ele tem temperaturas muito baixas. Crédito: UMK
Astrônomos da Universidade Nicolaus Copernicus em Torun descobriram um novo planeta na constelação da Ursa Maior. Ele tem uma massa de até 11 vezes a de Júpiter, orbita sua estrela em 14 anos e tem uma temperatura de não mais que menos 100 graus Celsius.
Os cientistas descreveram a descoberta cósmica na revista Astronomy & Astrophysics.
Uma estrela discreta com um planeta enorme
Os astrônomos estão lidando com um exoplaneta extremamente massivo — com até 11 vezes a massa de Júpiter, o maior planeta do nosso sistema solar. Ele orbita sua estrela-mãe em 14 anos e está a seis unidades astronômicas de distância dela.
"Não podemos ver um planeta, mas podemos avistar a estrela em torno da qual ele orbita — com um pequeno telescópio de apenas 10 cm. Os parâmetros físicos da estrela são semelhantes aos do sol. Os dados indicam que ela é 20 por cento mais massiva e duas vezes maior que o sol. Curiosamente, ela já completou o estágio de evolução em que o sol está atualmente; ela tem um quintal de 5 bilhões de anos atrás dela. Podemos, portanto, estimar que esta também é a idade de todo o sistema planetário", explica o Dr. Habil.
Gracjan Maciejewski, NCU Prof., líder do grupo de pesquisa do NCU Institute of Astronomy, diz: "Ele está localizado no lado norte do céu na constelação da Ursa Maior e tem a designação HD 118203, porque foi listado pela primeira vez no catálogo estelar de Henry Draper sob este número. O telescópio usado para fazer as observações para este catálogo há mais de um século está agora localizado em nosso observatório em Piwnice, perto de Torun."
O telescópio Draper
O telescópio Draper é um dos primeiros astrógrafos do mundo, ou registradores fotográficos de fenômenos da esfera celeste. Foi construído em 1891 como um "memorial" ao físico espectroscópico americano Henry Draper, prematuramente falecido, com quem sua esposa Anna Maria apoiou o ambicioso programa do Observatório de Harvard, liderado por Edward C. Pickering, para desenvolver um catálogo de brilhos fotográficos e fotovisuais de estrelas e sua classificação espectral.
Mais de 60.000 imagens fotométricas e espectrais do céu foram tiradas com este telescópio em Cambridge, e ele contribuiu tanto para a intenção de Pickering que o inventário compilado contendo quase um quarto de milhão de estrelas foi chamado de catálogo Henry Draper. As designações de estrelas "HD" ainda são usadas hoje e são familiares a todos os astrônomos ao redor do mundo.
Como o astrógrafo de Draper chegou a Piwnice? No outono de 1947, começou a construção do primeiro pavilhão de observatório do Observatório Astronômico da NCU com uma cúpula giratória de cinco metros de diâmetro. Dois anos depois, um astrógrafo enviado de Cambridge ficou lá e, após as adaptações necessárias, começou o trabalho de observação regular.
Hoje, este interessante monumento, único no mundo, se tornou uma atração para os visitantes do Instituto de Astronomia da NCU em Piwnice.
A paciência compensa
Por quase 20 anos, os astrônomos sabem que a estrela HD 118203 orbita um planeta bastante massivo . Em 2006, o primeiro gigante gasoso foi descoberto, com uma massa de duas massas de Júpiter, orbitando a estrela em uma órbita apertada em apenas seis dias.
"Observações Doppler, no entanto, indicaram que este não era o fim da história, que poderia haver outro planeta lá fora. Portanto, imediatamente incluímos este sistema em nossos programas observacionais", diz o Prof. Andrzej Niedzielski, coautor da descoberta.
"Inicialmente, como parte do programa de pesquisa de exoplanetas Torun-Pensilvânia, conduzido em colaboração com o professor Aleksander Wolszczan, rastreamos o objeto com um dos maiores instrumentos ópticos da Terra, o Telescópio Hobby-Eberly de nove metros, no Texas."
Os resultados foram tão promissores que os torunianos, com colaboradores da Espanha, continuaram as observações da estrela nas Ilhas Canárias, usando o telescópio italiano Galileo. Este observatório estava equipado com a melhor instrumentação projetada para descobrir planetas.
"No entanto, oito anos de pesquisa não forneceram uma resposta sobre que tipo de objeto é esse", acrescenta o Prof. Niedzielski.
Levou mais sete anos para que os astrônomos em Torun obtivessem evidências indiscutíveis de que estavam lidando com um planeta.
"A paciência compensa", diz o Prof. Maciejewski. "As novas observações coletadas em março de 2023 provaram ser cruciais para determinar os parâmetros orbitais do planeta. Além disso, como um planeta leva vários anos para orbitar sua estrela, fomos capazes de combinar nossas observações Doppler com medições astrométricas disponíveis para determinar inequivocamente sua massa. Isso nos permitiu construir um modelo completo deste sistema planetário e estudar seu comportamento dinâmico."
Antes disso, no entanto, era necessário certificar-se de que não havia mais planetas escondidos no sistema. Essa tarefa foi realizada por Julia Sierzputowska, uma estudante de astronomia.
"Analisei observações fotométricas obtidas com o telescópio espacial Transiting Exoplanet Survey Satellite, mostrando que não havia outros planetas ao redor de HD 118203 maiores que o dobro do tamanho da Terra e, portanto, não massivos o suficiente para serem relevantes para o estudo da dinâmica do sistema", diz Julia Sierzputowska.
Tandem planetário
Acontece que os astrônomos descobriram um sistema planetário hierárquico.
"É uma configuração peculiar na qual um planeta forma um par próximo com sua estrela, e um segundo planeta orbita o par em uma órbita ampla o suficiente para, por assim dizer, formar outro par com o primeiro", explica o Prof. Krzysztof Go?dziewski, que conduziu estudos numéricos detalhados da dinâmica do sistema.
Ambos os planetas são massivos e orbitam em órbitas bastante alongadas. Apesar disso, sua influência gravitacional mútua não desestabiliza o sistema em uma escala de milhões de anos.
"Mostramos que isso se deve a efeitos decorrentes da teoria geral da relatividade. Se não fosse por esses efeitos, os planetas se comportariam como molas trêmulas, mudando constantemente o formato de suas órbitas e sua orientação no espaço", acrescenta o Prof. Go?dziewski.
Respostas cósmicas
Os astrônomos admitem que o conhecimento da formação e evolução de sistemas planetários ainda esconde muitas incógnitas fundamentais. Sistemas hierárquicos como HD 118203, dos quais apenas uma dúzia são conhecidos, permitem que eles sondem hipóteses para a formação de planetas massivos.
"Uma questão interessante é sobre os caminhos de desenvolvimento de tais configurações planetárias", diz o Prof. Maciejewski. "Embora do nosso ponto de vista — habitantes do sistema solar — eles sejam bastante 'exóticos', aprender sobre sistemas com planetas gasosos massivos parece importante para que possamos conhecer nosso 'quintal astronômico' mais próximo."
"Nosso trabalho não termina. Ainda estamos realizando observações e analisando dados — há chances de novas descobertas planetárias", diz o Prof. Niedzielski. "É gratificante que consigamos envolver alunos e doutorandos nessa pesquisa interessante e importante."
Mais informações: G. Maciejewski et al, Rastreamento de sistemas planetários avançados (TAPAS) com HARPS-N, Astronomia e Astrofísica (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202451084
Informações do periódico: Astronomia e Astrofísica
