Usando a "visão" de rádio supersharp do Very Long Baseline Array (VLBA) em todo o continente da National Science Foundation, astrônomos descobriram um planeta do tamanho de Saturno orbitando um pequeno, estrela fria a 35 anos-luz da Terra. Esta é a primeira descoberta de um planeta extrassolar com um radiotelescópio usando uma técnica que requer medições extremamente precisas da posição de uma estrela no céu, e apenas a segunda descoberta de planeta para essa técnica e para radiotelescópios.

A técnica é conhecida há muito tempo, mas provou ser difícil de usar. Envolve rastrear o movimento real da estrela no espaço, em seguida, detectando uma "oscilação" minúscula nesse movimento causado pelo efeito gravitacional do planeta. A estrela e o planeta orbitam um local que representa o centro de massa de ambos combinados. O planeta é revelado indiretamente se esse local, chamado baricentro, está longe o suficiente do centro da estrela para causar uma oscilação detectável por um telescópio.

Esta técnica, chamada de técnica astrométrica, espera-se que seja particularmente bom para detectar planetas semelhantes a Júpiter em órbitas distantes da estrela. Isso ocorre porque quando um planeta massivo orbita uma estrela, a oscilação produzida na estrela aumenta com uma maior separação entre o planeta e a estrela, e a uma determinada distância da estrela, quanto mais massivo o planeta, quanto maior a oscilação produzida.

A partir de junho de 2018 e continuando por um ano e meio, os astrônomos rastrearam uma estrela chamada TVLM 513-46546, uma anã fria com menos de um décimo da massa do nosso sol. Além disso, eles usaram dados de nove observações anteriores do VLBA da estrela entre março de 2010 e agosto de 2011.

A análise extensiva dos dados desses períodos de tempo revelou uma oscilação reveladora no movimento da estrela, indicando a presença de um planeta comparável em massa a Saturno, orbitando a estrela uma vez a cada 221 dias. Este planeta está mais perto da estrela do que Mercúrio do sol.

Pequena, estrelas legais como TVLM 513-46546 são o tipo estelar mais numeroso em nossa Via Láctea, e descobriu-se que muitos deles têm planetas menores, comparável à Terra e Marte.

"Planetas gigantes, como Júpiter e Saturno, espera-se que sejam raros em torno de pequenas estrelas como esta, e a técnica astrométrica é melhor para encontrar planetas semelhantes a Júpiter em órbitas amplas, então ficamos surpresos ao encontrar uma massa inferior, Planeta semelhante a Saturno em uma órbita relativamente compacta. Esperávamos encontrar um planeta mais massivo, semelhante a Júpiter, em uma órbita mais ampla, "disse Salvador Curiel, da Universidade Nacional Autônoma do México. "Detectar os movimentos orbitais deste companheiro planetário de massa sub-Júpiter em uma órbita tão compacta foi um grande desafio, " ele adicionou.

Mais de 4, 200 planetas foram descobertos orbitando outras estrelas além do Sol, mas o planeta em torno de TVLM 513-46546 é apenas o segundo a ser encontrado usando a técnica astrométrica. Outro, método de muito sucesso, chamada de técnica de velocidade radial, também depende do efeito gravitacional do planeta sobre a estrela. Essa técnica detecta a ligeira aceleração da estrela, em direção ou longe da Terra, causado pelo movimento da estrela em torno do baricentro.

"Nosso método complementa o método da velocidade radial, que é mais sensível a planetas orbitando em órbitas próximas, enquanto o nosso é mais sensível a planetas massivos em órbitas mais distantes da estrela, "disse Gisela Ortiz-Leon, do Instituto Max Planck de Radioastronomia da Alemanha." De fato, essas outras técnicas encontraram apenas alguns planetas com características como a massa do planeta, tamanho orbital, e massa estelar hospedeira, semelhante ao planeta que encontramos. Acreditamos que o VLBA, e a técnica de astrometria em geral, poderia revelar muitos outros planetas semelhantes. "

Uma terceira técnica, chamado método de trânsito, também muito bem sucedido, detecta o ligeiro escurecimento da luz da estrela quando um planeta passa na frente dela, visto da Terra.

O método astrométrico tem sido bem sucedido na detecção de sistemas estelares binários próximos, e foi reconhecido já no século 19 como um meio potencial de descobrir planetas extrasolares. Ao longo dos anos, várias dessas descobertas foram anunciadas, em seguida, não conseguiu sobreviver a um exame mais aprofundado. A dificuldade é que a oscilação estelar produzida por um planeta é tão pequena quando vista da Terra que requer uma precisão extraordinária nas medições posicionais.

"O VLBA, com antenas separadas por até 5, 000 milhas, nos forneceu o grande poder de resolução e a precisão extremamente alta necessária para esta descoberta, "disse Amy Mioduszewski, do Observatório Nacional de Radioastronomia. "Além disso, as melhorias que foram feitas na sensibilidade do VLBA nos deram a qualidade de dados que tornou possível fazer este trabalho agora, " ela adicionou.

Curiel, Ortiz-Leon, Mioduszewski, e Rosa Torres da Universidade de Guadalajara no México, relataram suas descobertas no Astronomical Journal .