Os astrônomos descobriram um raro, caloroso, enorme planeta semelhante a Júpiter orbitando uma estrela que está girando extremamente rápido. A descoberta levanta questões intrigantes sobre a formação do planeta - nem a massa comparativamente pequena do planeta nem sua grande distância de sua estrela hospedeira são esperados de acordo com os modelos atuais. As observações que levaram à descoberta foram feitas usando o instrumento SPHERE no telescópio muito grande do ESO. O artigo que descreve os resultados foi aceito para publicação na revista. Astronomia e Astrofísica .

Parafraseando Isaac Asimov, o progresso científico é anunciado não tanto por "Eureka!" do que por "Hm, isso é estranho! "O recém-descoberto sistema planetário HIP 65426 é um caso em questão:com uma estrela central em rotação ultrarrápida, a ausência de um disco de gás que seria esperado para um sistema de 14 milhões de anos e um comparativamente leve, planeta distante, o sistema não se encaixa perfeitamente nos modelos existentes de como os sistemas planetários surgem.

Os planetas são formados em discos gigantescos de gás e poeira que circundam as estrelas jovens. Nos jovens sistemas planetários que foram encontrados até agora, incluindo todos aqueles observados com o instrumento SPHERE, os restos do disco geralmente ainda são visíveis. Há algum grau de correlação em massa:estrelas massivas tendem a ter discos mais massivos, formando planetas mais massivos.

Digite HIP 65426b, um planeta recém-descoberto por um grupo de astrônomos que inclui pesquisadores do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA), e seu sistema host. HIP 65426b foi descoberto com o instrumento SPHERE no Very Large Telescope no Observatório Paranal do ESO no Chile, que tirou uma imagem direta do planeta. A estrela central, HIP 65426, faz parte do que pode ser denominado um jardim de infância estelar:a associação Scorpius-Centaurus que contém entre 3.000 e 5.000 estrelas que se formaram aproximadamente ao mesmo tempo, a uma distância de quase 400 anos-luz da Terra. Aplicação de técnicas astronômicas comuns para datar estrelas tanto para HIP 65426 individualmente quanto para seus vizinhos estelares, segue-se que o HIP 65426 tem apenas cerca de 14 milhões de anos.

Gael Chauvin da Universidade de Grenoble e da Universidade do Chile, o principal autor do estudo, diz:"Esperaríamos que um sistema planetário tão jovem ainda tivesse um disco de poeira, que podem aparecer nas observações. O HIP 65426 não tem esse tipo de disco conhecido no momento - uma primeira indicação de que esse sistema não se encaixa em nossos modelos clássicos de formação planetária. "

Um planeta incomum

Há, Contudo, o planeta HIP 65426b. Comparando as observações diretas com modelos adequados, HIP 65426b é um planeta quente semelhante a Júpiter, com uma temperatura de cerca de 1300-1600 Kelvin (1000-1300 graus Celsius), cerca de 1,5 vezes o raio de Júpiter, e entre 6 e 12 vezes a massa de Júpiter. Isso tornaria o HIP 65426b um gigante gasoso, como Júpiter, com um núcleo sólido e camadas espessas de gás (principalmente hidrogênio). De fato, exames espectrais usando espectrógrafo SPHERE indicam a presença de vapor de água e nuvens avermelhadas, semelhante ao de Júpiter. O planeta está longe, orbitando sua estrela hospedeira em 100 unidades astronômicas (100 vezes a distância média Terra-Sol, e mais de três vezes a distância de Netuno do Sol).

Novamente, isso representa vários níveis de estranheza:espera-se que estrelas do tipo HIP 65426 (classe espectral A2V) tenham cerca de duas vezes a massa do Sol; há muito se supõe que tal estrela teria planetas gigantes muito mais massivos do que as massas de Júpiter 6-12 de HIP 65426b. Por outro lado, tais planetas gigantes não seriam esperados tão distantes quanto HIP 65426b.

Por último mas não menos importante, a estrela anfitriã HIP 65426 é especial, também:De acordo com espectros obtidos com o espectrógrafo HARPS do ESO, ele gira cerca de 150 vezes mais rápido que o sol. Existe apenas uma outra estrela de tipo semelhante que está girando tão rápido, e aquele é parte de um sistema estelar binário. Em tal sistema, a transferência de matéria de uma estrela para outra pode girar a estrela receptora. Como uma única estrela poderia ter acelerado tanto requer uma explicação.

A origem do HIP 654426b:um drama em todo o sistema?

Até aqui, os astrônomos podem apenas especular sobre a origem das propriedades peculiares do sistema recém-descoberto. Um possível cenário envolve um drama regular em escala planetária:Inicialmente, HIP 65426b teria se formado muito mais perto da estrela (explicando sua massa comparativamente baixa), e pelo menos um outro corpo maciço também teria se formado. Em algum ponto, O HIP 65426b e aquele outro corpo teriam chegado perto o suficiente para o HIP 65426b ser catapultado para fora (até sua grande distância atual) e o outro corpo se movendo para dentro e se fundindo com a estrela (causando a rotação rápida da estrela). Os planetas que cruzam o sistema também podem ter desestabilizado o disco, explicando por que não sobreviveu o suficiente para ser observado.

Uma explicação alternativa envolveria uma dinâmica particular do disco protoplanetário, com a estrela e o planeta formando-se por colapso ao mesmo tempo por fragmentação - o que ainda exigiria uma explicação de por que o disco teve vida tão curta para ter desaparecido agora.

Explicações mais definitivas terão que esperar por observações e simulações adicionais. Eles podem ter um impacto em nossa compreensão de como os gigantes gasosos se formam, evoluir, e possivelmente migrar, em geral. Esse, por sua vez, é crucial para a compreensão da formação dos sistemas planetários como um todo:a massa da estrela hospedeira à parte, a maior parte da massa em um sistema planetário é transportada por planetas gigantes, e a presença e propriedades de tais planetas têm uma influência decisiva na formação de seus primos menores, como planetas semelhantes à Terra ou Super-Terras.

Para a equipe SPHERE, a descoberta tem um significado especial adicional. Este é o primeiro planeta descoberto usando o instrumento SPHERE. Thomas Henning, diretor da MPIA, que é um dos pais do instrumento SPHERE e co-autor do presente estudo, acrescenta:"Imagens diretas de exoplanetas ainda são muito raras, mas eles contêm uma riqueza de informações sobre planetas como HIP 65426b. A análise da luz direta do planeta nos permite restringir a composição da atmosfera do planeta com grande confiança. "Existem imagens para menos de 20 dos 3600 exoplanetas atualmente conhecidos; os métodos comuns de detecção são todos indiretos, confiando em como a presença de um planeta influencia a luz da estrela hospedeira. A imagem direta é muito difícil, dado que as estrelas são tão brilhantes que sua luz abafa qualquer luz dos planetas circundantes. SPHERE foi projetado para suprimir de forma otimizada a luz das estrelas, permitindo imagens e espectros de planetas circundantes. Até aqui, a imagem direta é a única maneira de detectar planetas cuja distância de sua estrela hospedeira seja grande - planetas como o incomum HIP 65426b.