p Tirar uma foto de um exoplaneta - um planeta em um sistema solar além do nosso Sol - não é uma tarefa fácil. A luz da estrela-mãe de um planeta supera em muito a luz do próprio planeta, tornando o planeta difícil de ver. Embora tirar uma foto de um pequeno planeta rochoso como a Terra ainda não seja viável, os pesquisadores deram passos largos ao capturar imagens de cerca de 20 corpos gigantes parecidos com planetas. Esses objetos, conhecidos como companheiros de massa planetária, são mais massivos que Júpiter, orbitar longe do brilho de suas estrelas, e são jovens o suficiente para ainda brilhar com o calor de sua formação - todas as características que os tornam mais fáceis de fotografar. p Mas uma grande questão permanece:esses companheiros de massa planetária são realmente planetas, ou são, em vez disso, pequenas estrelas "fracassadas" chamadas anãs marrons? As anãs marrons se formam como as estrelas - a partir de nuvens de gás em colapso - mas não têm massa para acender e brilhar com a luz das estrelas. Eles podem ser encontrados flutuando sozinhos no espaço, ou podem ser encontradas orbitando com outras anãs marrons ou estrelas. As menores anãs marrons são semelhantes em tamanho a Júpiter e se pareceriam com um planeta ao orbitar uma estrela.

p Os pesquisadores da Caltech adotaram uma nova abordagem para o mistério:eles mediram as taxas de spin de três dos companheiros de massa planetária fotografados e as compararam com as taxas de spin de pequenas anãs marrons. Os resultados oferecem um novo conjunto de pistas que indicam como os companheiros podem ter se formado.

p "Esses companheiros com suas grandes massas e grandes separações poderiam ter se formado como planetas ou anãs marrons, "diz a estudante de graduação Marta Bryan (MS '14), autor principal de um novo estudo que descreve as descobertas na revista Astronomia da Natureza . "Neste estudo, queríamos lançar luz sobre suas origens. "

p "Essas novas medições de spin sugerem que, se esses corpos são planetas massivos localizados muito longe de suas estrelas, eles têm propriedades que são muito semelhantes às das menores anãs marrons, "diz Heather Knutson, professor de ciências planetárias na Caltech e co-autor do artigo.

p Os astrônomos usaram o Observatório W. M. Keck no Havaí - administrado pela Caltech, a Universidade da Califórnia, e NASA - para medir a taxa de rotação, ou a duração de um dia, de três companheiros de massa planetária conhecidos como ROXs 42B b, GSC 6214-210 b, e VHS 1256-1257 b. Eles usaram um instrumento em Keck chamado Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) para dissecar a luz proveniente dos companheiros. Conforme os objetos giram em seus eixos, a luz do lado que está voltando para nós muda para mais curta, comprimentos de onda mais azuis, enquanto a luz do lado recuado muda para mais longa, comprimentos de onda mais vermelhos. O grau dessa mudança indica a velocidade de um corpo em rotação. Os resultados mostraram que as taxas de rotação dos três companheiros variaram entre 6 a 14 quilômetros por segundo, semelhantes às taxas de rotação dos planetas gigantes gasosos de nosso sistema solar, Saturno e Júpiter.

p Para o estudo, os pesquisadores também incluíram os dois companheiros de massa planetária para os quais as taxas de spin já haviam sido medidas. 1, β Pictoris b, tem uma taxa de rotação de 25 quilômetros por segundo - a taxa de rotação mais rápida de qualquer corpo de massa planetária medido até agora.

p Os pesquisadores compararam as taxas de rotação das cinco companheiras com as medidas anteriormente para pequenas anãs marrons flutuantes. As faixas de taxas de rotação para as duas populações eram indistinguíveis. Em outras palavras, os companheiros estão girando em torno de seus próprios machados mais ou menos na mesma velocidade que suas anãs marrons flutuantes.

p Os resultados sugerem duas possibilidades. Uma é que os companheiros de massa planetária são, na verdade, anãs marrons. A segunda possibilidade é que os companheiros examinados neste estudo sejam planetas que se formaram, assim como os planetas fazem, de discos de material girando em torno de suas estrelas, mas por razões ainda não compreendidas, os objetos acabaram com taxas de rotação semelhantes às das anãs marrons. Alguns pesquisadores pensam que tanto os planetas recém-formados quanto as anãs marrons são circundados por discos de gás em miniatura que podem estar ajudando a diminuir suas taxas de rotação. Em outras palavras, processos físicos semelhantes podem deixar planetas e anãs marrons com taxas de rotação semelhantes.

p "É uma questão de natureza versus criação, "diz Knutson." Foram os companheiros planetários nascidos como anãs marrons, ou eles acabaram se comportando como eles com giros semelhantes? "

p A equipe também afirma que os companheiros estão girando mais devagar do que o esperado. Planetas em crescimento tendem a ser girados pelo material que puxam de um disco de gás circundante, da mesma forma que patinadores no gelo aumentam sua velocidade, ou momento angular, quando puxam os braços. As taxas de rotação relativamente lentas observadas para esses objetos indicam que eles foram capazes de colocar freios de maneira eficaz nesse processo de rotação, talvez transferindo parte desse momento angular de volta para os discos de gás circundantes. Os pesquisadores estão planejando estudos futuros de taxas de spin para investigar o assunto.

p "As taxas de rotação dos corpos de massa planetária fora do nosso sistema solar não foram totalmente exploradas, "diz Bryan." Estamos apenas começando a usar isso como uma ferramenta para compreender as histórias de formação de objetos de massa planetária. "