Astrônomos encontram sinais de planeta 13 vezes maior que Júpiter

Os cientistas, nas últimas três décadas, descobriram quase 4 mil objetos semelhantes a planetas fora do Sistema Solar, são os chamados exoplanetas, que orbitam estrelas isoladas. Através do satélite Kepler, a partir de 2011, da Agência Espacial dos Estados Unidos (NASA), foi possível observar os primeiros planetas girando em torno de sistemas binário jovens, compostos de duas estrelas vivas.

A novidade da vez é que um grupo de astrônomos brasileiros encontrou a primeira evidência da existência de um exoplaneta em torno de um sistema binário mais evoluído, em que uma das duas estrelas está morta.

O atual estudo é proveniente de uma bolsa de pós-doutorado e estágio de pesquisa no exterior, ambos com bolsa da FAPESP. O trabalho foi publicado no  The Astronomical Journal, a Sociedade Americana de astronomia. "Fomos capazes de obter indícios muito fortes da existência de um exoplaneta gigante, com uma massa de cerca de 13 vezes maior do que Júpiter [o maior planeta do Sistema Solar] em um sistema binário evoluiu. É a primeira confirmação de um exoplaneta em um sistema desse tipo", disse Leonardo Andrade de Almeida, pós-doutorando na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e o primeiro autor do estudo, à Agência FAPESP. O pesquisador foi um pós-doutorado no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP), com supervisão do professor Augusto Damineli, que também é autor do estudo.

Os pesquisadores encontraram sinais da existência de um exoplanetas em um sistema binário evoluído chamado KIC10544976, localizado na constelação do Cisne, no hemisfério celeste norte.

Tudo isso foi possível através da análise de diferentes inclinações. Um deles foi o efeito da variação do momento do eclipse. O fenômeno é caracterizado pelo tempo em que eles ocorrem no eclipse das duas estrelas que formam um sistema binário para poder passar um na frente do outro. O chamado período orbital, em que é uma variação na hora da ocorrência de eclipses, é um forte indicador da existência de um pleneta ao redor de estrelas.

"A variação do período orbital de um sistema binário ocorre devido à atração gravitacional entre os três objetos que comece a girar em torno de um centro de massa comum", disse Almeida.

"A variação da atividade magnética do Sol e de outras estrelas isoladas irá causar uma mudança nos seus campos magnéticos. Já nas estrelas que compõem um sistema binário isso faz com que uma alteração do período orbital, o que chamamos de mecanismo de Applegate," comentou Almeida.

Os pesquisadores analisaram ainda o efeito da variação do momento do eclipse e também o ciclo de atividade magnética das estrelas que vivem no sistema binário. O sistema binário (KIC10544976) é composto de uma estrela anã branca, morto, menores, e com alta luminosidade, devido à sua temperatura de superfície alta e uma estrela anã vermelha, viva, com uma massa pequena, em comparação ao Sol e pouca luz.

As estrelas foram monitoradas por telescópios no solo entre 2005 e 2017 e também pelo satélite Kepler, entre 2009 e 2013. "Esse sistema é único. Nenhum outro sistema semelhante tem dados suficientes que nos permitem calcular a variação do período orbital e o ciclo de atividade magnética da estrela alive", disse Almeida.

A análise dos dados mostrou que o ciclo de atividade magnética do anão vermelho é de 600 dias. A variação do período orbital do sistema binário KIC10544976 tinha 17 anos de idade. "Ele se transforma totalmente a hipótese de que a atividade magnética gerar esta variação do período orbital. A explicação mais plausível é a presença de um planeta gigante em todo o sistema binário, com massa próxima a 13 vezes maior do que Júpiter", disse Almeida.

Sobre a formação

Ainda não existe uma explicação sobre a formação do planeta. Uma das hipóteses é de que o objeto desenvolvido ao mesmo tempo que as duas estrelas, há bilhões de anos. Assim, seria um planeta de primeira geração. Outra hipótese é que foi gerado a partir de gás ejetado durante a morte da anã branca, sendo assim um planeta de segunda geração.

A confirmação de que se trata de um planeta de primeira ou segunda geração poderá ocorrer quando a nova geração de telescópios gigantes entrar em operação. Entres os promissores telescópios estão o Gigante Magalhães (GMT, em inglês), no deserto de Atacama, no Chile, que deverá recolher a sua primeira luz em 2024.

"Estamos sondando 20 sistemas com possibilidade de gravitar corpos externos, como o KIC10544976, e a maioria só é observável a partir do Hemisfério Sul. O GMT permitirá fazer a detecção direta desses objetos e obter respostas importantes sobre a formação, a evolução e a possibilidade de vida nesses ambientes exóticos", disse Leonardo.