Mistérios misteriosos no universo podem ser traídos por sombras simples. A maravilha de um eclipse solar é produzida pela sombra da lua, e mais de 1, 000 planetas ao redor de outras estrelas foram catalogados pela sombra que projetam ao passar na frente de sua estrela-mãe. Os astrônomos ficaram surpresos ao ver uma enorme sombra varrendo um disco de poeira e gás que cercava uma área próxima, jovem estrela. Eles têm uma visão panorâmica do disco, porque está voltado para a Terra, e a sombra percorre o disco como os ponteiros que se movem ao redor de um relógio. Mas, ao contrário dos ponteiros de um relógio, a sombra leva 16 anos para fazer uma rotação.

O Hubble tem 18 anos de observações da estrela, chamado TW Hydrae. Portanto, os astrônomos poderiam montar um filme de lapso de tempo da rotação da sombra. Explicar é outra história. Os astrônomos acham que um planeta invisível no disco está fazendo um trabalho pesado ao puxar gravitacionalmente o material próximo à estrela e deformar a parte interna do disco. O torcido, o disco interno desalinhado está projetando sua sombra na superfície do disco externo. TW Hydrae reside a 192 anos-luz de distância e tem cerca de 8 milhões de anos.

Procurar planetas em torno de outras estrelas é um trabalho complicado. Eles são tão pequenos e fracos que é difícil identificá-los. Mas um possível planeta em um sistema estelar próximo pode estar traindo sua presença de uma maneira única:por uma sombra que está varrendo a face de um vasto disco de gás e poeira em forma de panqueca ao redor de uma jovem estrela.

O próprio planeta não está projetando a sombra. Mas está fazendo um trabalho pesado, puxando gravitacionalmente o material próximo à estrela e entortando a parte interna do disco. O torcido, o disco interno desalinhado está projetando sua sombra na superfície do disco externo.

Uma equipe de astrônomos liderados por John Debes do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland, dizem que este cenário é a explicação mais plausível para a sombra que eles avistaram no sistema estelar TW Hydrae, localizado a 192 anos-luz de distância na constelação de Hidra, também conhecida como a cobra d'água feminina. A estrela tem cerca de 8 milhões de anos e é ligeiramente menos massiva que o nosso sol. Os pesquisadores descobriram o fenômeno enquanto analisavam 18 anos de observações arquivadas feitas pelo telescópio espacial Hubble da NASA.

"Este é o primeiro disco em que temos tantas imagens em um período de tempo tão longo, portanto, permitindo-nos ver este efeito interessante, "Debes disse." Isso nos dá esperança de que esse fenômeno de sombra pode ser bastante comum em sistemas estelares jovens. "

Debes apresentará os resultados de sua equipe em 7 de janeiro na reunião de inverno da American Astronomical Society in Grapevine, Texas.

A primeira pista de Debes para o fenômeno foi um brilho no disco que mudava com a posição. Astrônomos usando o Espectrógrafo de Imagens do Telescópio Espacial do Hubble (STIS) notaram essa assimetria de brilho pela primeira vez em 2005. Mas eles tinham apenas um conjunto de observações, e não pôde fazer uma determinação definitiva sobre a natureza do mistério.

Pesquisando o arquivo, A equipe de Debes reuniu seis imagens de várias épocas diferentes. As observações foram feitas pelo STIS e pelo Near Infrared Camera e Multi-Object Spectrometer (NICMOS) do Hubble.

O STIS está equipado com um coronógrafo que bloqueia a luz das estrelas a cerca de 1 bilhão de milhas da estrela, permitindo que o Hubble olhe tão perto da estrela quanto Saturno está do nosso sol. Hora extra, a estrutura parecia se mover no sentido anti-horário ao redor do disco, até, em 2016, estava na mesma posição que estava nas imagens tiradas em 2000.

Este período de 16 anos intrigou os pesquisadores. Eles pensaram que o recurso fazia parte do disco, mas o curto período significava que o recurso estava se movendo muito rápido para estar fisicamente no disco. Sob as leis da gravidade, os discos giram em velocidades glaciais. As partes mais externas do disco TW Hydrae levariam séculos para completar uma rotação.

"O fato de eu ter visto o mesmo movimento a mais de 10 bilhões de milhas da estrela foi bastante significativo, e me disse que estava vendo algo que estava impresso no disco externo, em vez de algo que estava acontecendo diretamente no próprio disco, "Debes disse." A melhor explicação é que o recurso é uma sombra se movendo pela superfície do disco. "

A equipe de pesquisa concluiu que o que quer que esteja criando a sombra deve estar nas profundezas do disco de 41 bilhões de milhas de largura, tão perto da estrela que não pode ser visualizada pelo Hubble ou qualquer outro telescópio atual. A maneira mais provável de criar uma sombra é ter um disco interno inclinado em relação ao disco externo. Na verdade, observações submilimétricas de TW Hydrae pelo Atacama Large Millimeter Array (ALMA) no Chile sugeriram uma possível deformação no disco interno.

Mas o que causa a distorção dos discos? "O cenário mais plausível é a influência gravitacional de um planeta invisível, que está puxando o material para fora do plano do disco e torcendo o disco interno, "Debes explicou." O disco desalinhado está dentro da órbita do planeta. "

Dado o período relativamente curto de 16 anos da sombra em movimento semelhante a um relógio, o planeta está estimado a cerca de 100 milhões de milhas da estrela - quase tão próximo quanto a Terra está do sol. O planeta teria aproximadamente o tamanho de Júpiter para ter gravidade suficiente para puxar o material para fora do plano do disco principal. A atração gravitacional do planeta faz com que o disco oscile, ou precess, em torno da estrela, dando à sombra seu período de rotação de 16 anos.

Observações recentes de TW Hydrae pelo ALMA no Chile acrescentam credibilidade à presença de um planeta. O ALMA revelou uma lacuna no disco a cerca de 9 milhões de milhas de TW Hydrae. Uma lacuna é significativa, porque poderia ser a assinatura de um planeta invisível limpando um caminho no disco.

Este novo estudo do Hubble oferece uma maneira única de procurar planetas escondidos na parte interna do disco e sondar o que está acontecendo muito perto da estrela, que não é alcançável em imagens diretas por telescópios atuais. "O que é surpreendente é que podemos aprender algo sobre uma parte invisível do disco estudando a região externa do disco e medindo o movimento, localização, e comportamento de uma sombra, "Debes disse." Este estudo nos mostra que mesmo esses grandes discos, cujas regiões internas são inobserváveis, ainda são dinâmicos, ou mudando de maneiras detectáveis ​​que não imaginamos. "