O instrumento GRAVITY no Very Large Telescope Interferometer (VLTI) do ESO fez a primeira observação direta de um exoplaneta usando interferometria óptica. Este método revelou uma atmosfera exoplanetária complexa com nuvens de ferro e silicatos girando em uma tempestade que abrange todo o planeta. A técnica apresenta possibilidades únicas para caracterizar muitos dos exoplanetas conhecidos hoje.

O resultado foi anunciado hoje em carta na revista Astronomia e Astrofísica pela colaboração GRAVITY, em que apresentam observações do exoplaneta HR8799e usando interferometria óptica. O exoplaneta foi descoberto em 2010 orbitando a jovem estrela da sequência principal HR8799, que fica a cerca de 129 anos-luz da Terra, na constelação de Pégaso.

Resultado de hoje, que revela novas características do HR8799e, exigia um instrumento com alta resolução e sensibilidade. O GRAVITY pode usar os quatro telescópios de unidade do VLT do ESO para trabalhar juntos para imitar um único telescópio maior usando uma técnica conhecida como interferometria. Isso cria um super telescópio - o VLTI - que coleta e desemaranha com precisão a luz da atmosfera do HR8799e e a luz de sua estrela-mãe.

HR8799e é um 'super-Júpiter', um mundo diferente de qualquer outro encontrado em nosso Sistema Solar, que é mais massivo e muito mais jovem do que qualquer planeta orbitando o sol. Com apenas 30 milhões de anos, este bebê exoplaneta é jovem o suficiente para dar aos cientistas uma janela para a formação de planetas e sistemas planetários. O exoplaneta é totalmente inóspito - sobras de energia de sua formação e um poderoso efeito estufa aquece HR8799e a uma temperatura hostil de aproximadamente 1000 ° C.

Esta é a primeira vez que a interferometria óptica foi usada para revelar detalhes de um exoplaneta, e a nova técnica forneceu um espectro primorosamente detalhado de qualidade sem precedentes - dez vezes mais detalhado do que observações anteriores. As medições da equipe foram capazes de revelar a composição da atmosfera do HR8799e - que continha algumas surpresas.

"Nossa análise mostrou que HR8799e tem uma atmosfera contendo muito mais monóxido de carbono do que metano - algo não esperado da química de equilíbrio, "explica o líder da equipe Sylvestre Lacour, pesquisador CNRS do Observatoire de Paris — PSL e do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre." Podemos explicar melhor este resultado surpreendente com ventos verticais elevados na atmosfera evitando que o monóxido de carbono reaja com o hidrogênio para formar metano . "

A equipe descobriu que a atmosfera também contém nuvens de ferro e poeira de silicato. Quando combinado com o excesso de monóxido de carbono, isso sugere que a atmosfera do HR8799e está envolvida em uma tempestade enorme e violenta.

"Nossas observações sugerem uma bola de gás iluminada do interior, com raios de luz quente girando através de manchas tempestuosas de nuvens escuras, "elabora Lacour." A convecção se move em torno das nuvens de partículas de silicato e ferro, que se desagregam e chovem para o interior. Isso mostra uma atmosfera dinâmica de um exoplaneta gigante no nascimento, passando por processos físicos e químicos complexos. "

Este resultado se baseia na série de descobertas impressionantes do GRAVITY, que incluíram avanços como a observação do ano passado de gás girando a 30% da velocidade da luz fora do horizonte de eventos do enorme buraco negro no centro galáctico. Ele também adiciona uma nova maneira de observar exoplanetas ao já extenso arsenal de métodos disponíveis para os telescópios e instrumentos do ESO - abrindo caminho para muitas outras descobertas impressionantes.

Esta pesquisa foi apresentada no artigo "Primeira detecção direta de um exoplaneta por interferometria óptica" em Astronomia e Astrofísica .