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Primeira fotografia de um planeta em formação


Composição que mostra LkCa 15 b, graças a dados do Telescópio Magalhães, em azul, e a dados do LBT, em verde e vermelho.
Crédito: Steph Sallum

Quatrocentos e cinquenta anos-luz separam a Terra e LkCa 15, uma estrela jovem que tem um disco rodopiante em seu redor, o local onde os planetas nascem.

Apesar da considerável distância entre a Terra e este disco, investigadores da Universidade do Arizona, EUA, capturaram, pela primeira vez, a primeira foto de um planeta em formação, um planeta que reside numa lacuna no disco de LkCa 15.

Dos cerca de 2000 exoplanetas conhecidos - planetas que orbitam uma estrela que não nosso Sol - apenas cerca de 10 foram fotografados, e isso foi muito tempo depois de se terem formado, não quando estavam ainda em formação.

"Esta é a primeira vez que obtivemos uma imagem de um planeta e que podemos dizer que está ainda a formar-se," afirma Stephanie Sallum, estudante da Universidade do Arizona que, juntamente com Kate Follette, atualmente a fazer um trabalho de pós-doutoramento na Universidade de Stanford, que liderou a investigação.

"Ninguém tinha detetado, inequivocamente, um planeta em formação com este nível de sucesso," afirma Follette. "Sempre houveram explicações alternativas, mas, neste caso, temos uma imagem direta e é difícil contestar isso."

Os resultados das investigadoras foram publicados na edição de 19 novembro da revista Nature.

Há apenas alguns meses atrás, Sallum e Follette estavam trabalhando de forma independente, cada uma no seu próprio projeto de doutoramento. Mas, por acaso, tinham as suas atenções viradas para a mesma estrela. Ambas estavam observando LkCa 15, que está rodeada por um tipo especial de disco protoplanetário que contém uma divisão interna ou lacuna.

Os discos protoplanetários formam-se em redor de estrelas jovens usando detritos que sobram da formação da estrela. Suspeita-se que, em seguida, os planetas formam-se dentro do disco, varrendo a poeira e os detritos à medida que o material cai sobre eles, em vez de ficar no disco ou cair sobre a estrela. É criada então uma lacuna na qual os planetas residem.

As novas observações das investigadoras suportam esta ideia.

"O motivo porque selecionamos este sistema é porque é uma estrela muito jovem que ainda tem material deixado para trás pelo processo de formação estelar," comenta Follette. "É como um grande donut. Este sistema é especial porque é dos poucos discos que tem uma lacuna do tamanho do Sistema Solar. E uma das maneiras de criar essa lacuna é ter lá planetas em formação."

Sallum diz que os cientistas estão só agora começando a ser capazes de fotografar objetos perto e muito mais ténues que a estrela hospedeira. Estes instrumentos incluem o LBT (Large Binocular Telescope), o maior telescópio do mundo, localizado no estado americano do Arizona, e o Telescópio Magalhães e o seu sistema de óticas adaptativas, localizado no Chile.

A captura de imagens nítidas de objetos distantes é muito difícil graças, em grande parte, à turbulência atmosférica, a mistura de ar quente e frio.

"Quando olhamos através da atmosfera da Terra, o que estamos a ver é uma mistura turbulenta de ar quente e frio, que faz com que a luz das estrelas cintile," afirma Laird Close, professor de astronomia na Universidade do Arizona.

"Para um telescópio grande, é uma coisa bastante dramática. Vemos uma imagem horrível, mas é o mesmo fenômeno que faz com que as luzes da cidade e a luz das estrelas cintilem."

Josh Eisner, também da mesma universidade, diz que os telescópios grandes "sofrem sempre deste tipo de problema." Mas ao usar o sistema de óticas adaptativas do LBT e uma nova técnica de imagem, ele e Sallum conseguiram obter as imagens infravermelhas mais nítidas, até agora, de LkCa 15.


Ilustração mostra como os planetas podem formar-se num disco de transição em redor de uma estrela parecida com LkCa 15. Ao isolarem a luz do hidrogênio-alfa na vizinhança dessa estrela, astrônomos da Universidade do Arizona e da Universidade de Stanford foram capazes de identificar um planeta nos primeiros estágios de formação.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Entretanto, Close e Follette usaram o sistema de óticas adaptativas do Magalhães para, independentemente, corroborarem as descobertas planetárias de Sallum e Eisner. Isto é, usando a capacidade única do Magalhães de trabalhar em comprimentos de onda visíveis, capturaram a impressão digital do "hidrogênio alfa" do planeta, o comprimento de onda específico que LkCa 15 e os seus planetas emitem à medida que crescem. Na verdade, quase todas as estrelas jovens são identificadas pela sua luz de hidrogênio alfa, comenta Close, investigador principal do sistema de óticas adaptativas do Magalhães.

Quando os objetos cósmicos se formam, ficam extremamente quentes. E dado que se formam a partir de hidrogênio, esses objetos brilham todos com um tom vermelho escuro, que os astrônomos referem como H-alpha, um comprimento de onda em particular. "É como um sinal de néon, o modo como o néon brilha quando fica energizado," explica.

"Esse único tom escuro de luz vermelha é emitido tanto pelo planeta como pela estrela à medida que passam pelo mesmo processo de crescimento," acrescenta Follette. "Nós fomos capazes de separar a luz do ténue planeta da luz da estrela muito mais brilhante e ver que ambos estavam crescendo e brilhando neste tom muito distinto de vermelho."

Uma cor tão distinta, afirma Close, que é prova da formação de um planeta - algo nunca antes visto.

"Resultados como este só se tornaram possíveis com a aplicação de tecnologias novas e muito avançadas," afirma o professor Peter Tuthill da Universidade de Sydney, um dos coautores do estudo, "e é mesmo bom vê-las a proporcionar estes resultados tão impressionantes."



FONTE: ASTRONOMIA ONLINE

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