Quando se trata de planetas extra-solares, as aparências enganam. Os astrônomos imaginaram um novo planeta, e parece quase idêntico a um dos planetas gigantes gasosos mais bem estudados. Mas esse doppelgänger difere de uma maneira muito importante:sua origem.

"Encontramos um planeta gigante gasoso que é um gêmeo virtual de um planeta anteriormente conhecido, mas parece que os dois objetos formados de maneiras diferentes, "disse Trent Dupuy, astrônomo do Observatório Gemini e líder do estudo.

Emergindo de berçários estelares de gás e poeira, estrelas nascem como gatinhos em uma ninhada, em grupos e inevitavelmente vagando para longe de seu local de nascimento. Essas ninhadas compreendem estrelas que variam muito, variando de minúsculos runts incapazes de gerar sua própria energia (chamadas de anãs marrons) a estrelas massivas que terminam suas vidas com explosões de supernova. No meio desta turbulência, planetas se formam em torno dessas novas estrelas. E uma vez que o berçário estelar esgota seu gás, as estrelas (com seus planetas) deixam seu local de nascimento e vagam livremente pela Galáxia. Por causa desse êxodo, astrônomos acreditam que deveria haver planetas nascidos ao mesmo tempo do mesmo berçário estelar, mas estrelas em órbita que se afastaram uma da outra ao longo das eras, como irmãos há muito perdidos.

"A data, exoplanetas encontrados por imagem direta eram basicamente indivíduos, cada um distinto do outro em sua aparência e idade. Encontrar dois exoplanetas com aparências quase idênticas e, ainda assim, ter se formado de forma tão diferente abre uma nova janela para a compreensão desses objetos, "disse Michael Liu, astrônomo do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí, e um colaborador neste trabalho.

Dupuy, Liu, e seus colaboradores identificaram o primeiro caso de um doppelgänger planetário. Um objeto é conhecido há muito tempo:o planeta beta de 13 massas de Júpiter, Pictoris b, um dos primeiros planetas descobertos por imagem direta, em 2009. O novo objeto, apelidado de 2MASS 0249 c, tem a mesma massa, brilho, e espectro como beta Pictoris b.

Depois de descobrir este objeto com o Telescópio Canadá-França-Havaí (CFHT), Dupuy e colaboradores determinaram que 2MASS 0249 ce beta Pictoris b nasceram no mesmo berçário estelar. Na superfície, isso torna os dois objetos não apenas parecidos, mas irmãos genuínos.

Contudo, os planetas têm situações de vida muito diferentes, ou seja, os tipos de estrelas que orbitam. O hospedeiro do beta Pictoris b é uma estrela 10 vezes mais brilhante que o Sol, enquanto 2MASS 0249 c orbita um par de anãs marrons que são 2.000 vezes mais tênues que o sol. Além disso, beta Pictoris b está relativamente perto de seu hospedeiro, cerca de 9 unidades astronômicas (AU, a distância da Terra ao Sol), enquanto 2MASS 0249 c é 2000 AU de seu host binário.

Esses arranjos drasticamente diferentes sugerem que a educação dos planetas não foi nada parecida. A imagem tradicional da formação de gigantes gasosos, onde os planetas começam como pequenos núcleos rochosos em torno de sua estrela hospedeira e crescem acumulando gás do disco da estrela, provavelmente criou beta Pictoris b. Em contraste, o host do 2MASS 0249 c não tinha disco suficiente para fazer um gigante gasoso, portanto, o planeta provavelmente se formou pelo acúmulo direto de gás do berçário estelar original.

"2MASS 0249 ce beta Pictoris b nos mostram que a natureza tem mais de uma maneira de fazer exoplanetas de aparência muito semelhante, "diz Kaitlin Kratter, astrônomo da Universidade do Arizona e colaborador neste trabalho. "beta Pictoris b provavelmente se formou como pensamos que a maioria dos gigantes gasosos, partindo de pequenos grãos de poeira. Em contraste, 2MASS 0249 c parece uma anã marrom de baixo peso que se formou a partir do colapso de uma nuvem de gás. Ambos são considerados exoplanetas, mas 2MASS 0249 c ilustra que uma classificação tão simples pode obscurecer uma realidade complicada. "

A equipe identificou primeiro 2MASS 0249 c usando imagens de CFHT, e suas repetidas observações revelaram que este objeto está orbitando a uma grande distância de seu hospedeiro. O sistema pertence ao grupo móvel beta do Pictoris, um conjunto amplamente disperso de estrelas com o nome de sua famosa estrela hospedeira de planetas. As observações da equipe com o telescópio W. M. Keck determinaram que o hospedeiro é, na verdade, um par de anãs marrons intimamente separadas. De modo geral, o sistema 2MASS 0249 compreende duas anãs marrons e um planeta gigante gasoso. A espectroscopia de acompanhamento de 2MASS 0249 c com o NASA Infrared Telescope Facility e o Astrophysical Research Consortium 3,5 metros Telescope no Apache Point Telescope demonstrou que compartilha uma notável semelhança com beta Pictoris b.

O sistema 2MASS 0249 é um alvo atraente para estudos futuros. Os planetas com imagens mais diretas estão muito próximos de suas estrelas hospedeiras, inibindo estudos detalhados dos planetas devido à luz brilhante das estrelas. Em contraste, a separação muito ampla de 2MASS 0249 c de seu binário hospedeiro tornará as medições de propriedades como o clima de superfície e a composição muito mais fáceis, levando a uma melhor compreensão das características e origens dos planetas gigantes gasosos.

Este trabalho é aceito para publicação no Astronomical Journal .