8 de nov de 2016

Astrônomos da USP descobrem super-Netuno e super-Terra em estrela gêmea do Sol

Equipe liderada pelo astrônomo Jorge Melendez também encontra evidências de planeta devorado por sua estrela




Uma equipe internacional de cientistas liderada pela USP descobriu dois novos exoplanetas – uma super-Terra e um super-Netuno – em órbitas muito próximas à sua estrela mãe, uma gêmea do Sol. No passado, essa estrela deve ter abrigado mais planetas, pois apresenta evidências de ter engolido material rochoso.

O grupo liderado pelo astrônomo Jorge Melendez, professor do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP, observou a HIP 68468, uma estrela muito parecida ao Sol, durante 43 noites entre 2012 e 2016. As observações utilizaram o HARPS, um sofisticado instrumento para a detecção de exoplanetas que está acoplado ao telescópio de 3,6m do Observatório Europeu do Sul (ESO) no Observatório La Silla, na periferia do deserto do Atacama.

Uma análise detalhada das observações levou à detecção de HIP 68468c, um planeta com 26 vezes a massa da Terra. Isso equivale a um planeta com massa 50% maior à de Netuno, ou seja, um super-Netuno. No entanto, enquanto Netuno orbita o Sol a 30 vezes a distância Terra-Sol, o HIP 68468c orbita a sua estrela a apenas 0,7 vezes a distância Terra-Sol. O super-Netuno não poderia ter se formado tão perto da sua estrela, e deve ter migrado de uma região externa para a zona interna do sistema planetário.

Além da descoberta do super-Netuno, a equipe encontrou fortes indícios de uma super-Terra orbitando a apenas 0,03 vezes a distância Terra-Sol, ou seja, com órbita 10 vezes menor que a de Mercúrio, o planeta mais interno do Sistema Solar. A super-Terra HIP 68468b deve ter 3 vezes a massa da Terra, mas a equipe de astrônomos continuará as observações para confirmar sua detecção porque existe 2% de probabilidade de alarme falso.

Os pesquisadores também descobriram que a gêmea solar HIP 68468 apresenta um excesso do elemento lítio. Esse elemento é destruído em estrelas como o Sol, mas a HIP 68468 apresenta um conteúdo de lítio 4 vezes maior ao esperado para a sua idade (6 bilhões de anos). Planetas preservam o lítio pois suas temperaturas não são altas o suficiente para destruir esse elemento. Por isso, se um planeta é engolido por sua estrela, pode causar um aumento significativo do lítio na atmosfera da estrela.

Outra evidência de que a HIP 68468 devorou um planeta é que a estrela apresenta um excesso de elementos refratários, que são abundantes em planetas rochosos do sistema solar ou no núcleo de planetas gigantes gasosos. A modelagem do excesso de lítio e de elementos refratários indica que a gêmea solar deve ter engolido uma super-Terra com 6 vezes a massa da Terra.

De acordo com o professor Jorge Melendez, cerca de 15% de estrelas gêmeas do Sol estudadas apresentam excesso de lítio. “Isso sugere que cerca de 15% das estrelas como o Sol devem ter devorado planetas”, explica.

A estrela HIP 68468 está localizada a 300 anos-luz de distância da Terra, na direção da constelação de Centaurus. Ela faz parte das 63 gêmeas solares que estão sendo observadas pela equipe para a detecção de exoplanetas.

Além de Melendez, a equipe internacional inclui Sylvio Ferraz-Mello, Jhon Yana-Galarza, Leonardo dos Santos, Lorenzo Spina (IAG/USP), Marcelo Tucci Maia (LNA), Alan Alves-Brito (UFRGS), Megan Bedell, Jacob Bean (University of Chicago), Ivan Ramirez (University of Texas at Austin), Martin Asplund, Luca Casagrande (The Australian National University), Stefan Dreizler (University of Göttingen), Hong-Liang Yan, Jian-Rong Shi (Chinese Academy of Sciences), Karin Lind (Max Planck Institute for Astronomy) e TalaWanda Monroe (Space Telescope Science Institute).

O artigo foi aceito para publicação na revista Astronomy & Astrophysics, e pode ser lido em: https://arxiv.org/abs/1610.09067

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