eso2111pt-br — Nota de imprensa científica

Astrônomos detectam claramente, e pela primeira vez, um disco formando satélites em torno de exoplaneta

22 de Julho de 2021

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o ESO é parceiro, os astrônomos detectaram pela primeira vez de forma clara a presença de um disco em torno de um planeta fora do nosso Sistema Solar. Estas observações nos dão novas pistas sobre como é que luas e planetas se formam em sistemas estelares jovens.

O nosso trabalho mostra uma detecção clara de um disco onde satélites podem estar se formando”, disse Myriam Benisty, pesquisadora da Universidade de Grenoble, França, e na Universidade do Chile, que liderou este novo trabalho publicado hoje na revista The Astrophysical Journal Letters. “Estas observações foram obtidas pelo ALMA e possuem uma tal resolução que pudemos identificar claramente que o disco está associado ao planeta e conseguimos também, pela primeira vez, obter limites para o seu tamanho,” acrescenta.

O disco em questão, chamado disco circumplanetário, rodeia o exoplaneta PDS 70c, um dos dois planetas gigantes do tipo de Júpiter que orbitam uma estrela localizada a quase 400 anos-luz de distância da Terra. Os astrônomos já tinham descoberto anteriormente indícios da existência de um disco de formação de luas em torno deste exoplaneta, mas, uma vez que não conseguiam separar o disco do meio circundante, não tinha sido possível até agora confirmar a sua presença. 

Além disso, com o auxílio do ALMA, Benisty e a sua equipe descobriram que o diâmetro do disco tem um tamanho aproximado correspondente à distância Terra-Sol e massa suficiente para formar até três satélites do tamanho da nossa Lua.

Estes resultados não são apenas cruciais para descobrir como é que as luas se formam. “Estas novas observações são também extremamente importantes para comprovar teorias de formação planetária que, até agora, não podíamos testar”, explica Jaehan Bae, pesquisador no Earth and Planets Laboratory of the Carnegie Institution for Science, EUA, e um dos autores deste estudo.

Os planetas se formam em discos de poeira em torno de estrelas jovens, esculpindo cavidades à medida que “engolem” material do disco circumstelar para crescer. Durante este processo, um planeta pode adquirir o seu próprio disco circumplanetário, o que contribui para o crescimento do planeta, regulando a quantidade de material que cai sobre ele. Ao mesmo tempo, o gás e a poeira do disco circumplanetário podem se juntar em corpos progressivamente maiores por meio de colisões múltiplas, levando por fim ao nascimento de luas em órbita destes planetas.

No entanto, os astrônomos ainda não compreendem muito bem estes processos. “Em suma, ainda não é claro quando, onde e como é que os planetas e as suas luas se formam”, diz Stefano Facchini, bolsista do ESO, que está também envolvido neste trabalho de pesquisa.

Até agora foram descobertos mais de 4000 exoplanetas, mas todos eles fazem parte de sistemas já maduros. PDS 70b e PDS 70c, que formam um sistema que lembra o par Júpiter-Saturno, são os dois únicos exoplanetas detectados até agora que ainda estão no processo de formação”, explica Miriam Keppler, pesquisadora no Instituto Max Planck de Astronomia, Alemanha, e uma das co-autoras deste estudo [1].

Este sistema, portanto, nos oferece uma oportunidade única para observar e estudar os processos de formação de planetas e satélites”, acrescenta Facchini.

PDS 70b e PDS 70c, os dois planetas que compõem o sistema, foram descobertos inicialmente com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO em 2018 e 2019, respectivamente, e a sua natureza única significa que foram já observados posteriormente e diversas vezes por outros telescópios e instrumentos [2].

Estas observações de alta resolução do ALMA permitiram agora aos astrônomos descobrir mais sobre este sistema. Além de terem confirmado a presença de um disco circumplanetário em torno de PDS 70c e estimarem o seu tamanho e massa, os pesquisadores descobriram também que PDS 70b não apresenta evidências claras de um tal disco, o que indica que o seu local de nascimento deve ter ficado desprovido de poeira devido ao seu companheiro, PDS 70c.

Com o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, que está sendo construído no Cerro Armazones no deserto chileno do Atacama, conseguiremos compreender ainda melhor este sistema planetário. “O ELT será crucial para este trabalho de investigação, uma vez que, com a sua resolução ainda maior, seremos capazes de mapear o sistema em detalhes”, diz o co-autor Richard Teague, pesquisador no Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, EUA. Em particular, usando o instrumento METIS (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph) que será montado no ELT, a equipe conseguirá ver os movimentos do gás que rodeia PDS 70c, obtendo deste modo uma visão tridimensional do sistema.

Notas

[1] Apesar da semelhança com o par Júpiter-Saturno, o disco em torno do PDS 70c é cerca de 500 vezes maior do que os anéis de Saturno.

[2] PDS 70b foi descoberto com o auxílio do instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch), enquanto PDS 70c foi observado pela primeira vez com o MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), ambos montados no VLT. O sistema de dois planetas também já foi observado com o instrumento X-shooter, também instalado no VLT do ESO.

Mais Informações

Esta pesquisa foi apresentada no artigo “A Circumplanetary Disk Around PDS 70c” publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

A equipe é composta por: Myriam Benisty (Unidad Mixta Internacional Franco-Chilena de Astronomía, CNRS, Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago de Chile, Chile e Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble, França [UGA]), Jaehan Bae (Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science, Washington DC, EUA), Stefano Facchini (Observatório Europeu do Sul, Garching bei München, Alemanha), Miriam Keppler (Instituto Max Planck de Astronomia, Heidelberg, Alemanha [MPIA]), Richard Teague (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, MA, EUA [CfA]), Andrea Isella (Department of Physics and Astronomy, Rice University, Houston, TX, EUA), Nicolas T. Kurtovic (MPIA), Laura M. Perez (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago de Chile, Chile [UCHILE]), Anibal Sierra (UCHILE), Sean M. Andrews (CfA), John Carpenter (Joint ALMA Observatory, Santiago de Chile, Chile), Ian Czekala (Department of Astronomy and Astrophysics, Pennsylvania State University, PA, EUA, Center for Exoplanets and Habitable Worlds, Davey Laboratory, Pennsylvania State University, PA, EUA, Center for Astrostatistics, Davey Laboratory, Pennsylvania State University, PA, EUA, e Institute for Computational & Data Sciences, Pennsylvania State University, PA, EUA), Carsten Dominik (Instituto de Astronomia Anton Pannekoek, Universidade de Amesterdão, Países Baixos), Thomas Henning (MPIA), Francois Menard (UGA), Paola Pinilla (MPIA e Mullard Space Science Laboratory, University College London, Holmbury St Mary, Dorking, Reino Unido) e Alice Zurlo (Núcleo de Astronomía, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Santiago de Chile, Chile, e Escuela de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Santiago de Chile, Chile).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a pesquisa em astronomia e é de longe o observatório astronômico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polônia, Portugal, Reino Unido, República Tcheca, Suécia e Suíça, além do país anfitrião, o Chile, e a Austrália, como parceiro estratégico. O ESO se destaca por realizar um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronômicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrônomos importantes descobertas científicas. O ESO também desempenha um papel de liderança na promoção e organização da cooperação em pesquisa astronômica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope e o Interferômetro do Very Large Telescope, o observatório astronômico óptico mais avançado do mundo, além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO também é um parceiro importante em duas instalações situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronômico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está construindo o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma instalação astronômica internacional, é uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em nome dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (NRC) e do Conselho Nacional de Ciência de Taiwan (NSC) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) em Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciências Espaciais da Coreia (KASI). A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em nome dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Radioastronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em nome da América do Norte e pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), em nome do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece uma liderança e gestão unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

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Contatos

Myriam Benisty
Universidad de Chile and Université Grenoble Alpes
Santiago de Chile, Chile
e-mail: myriam.benisty@univ-grenoble-alpes.fr

Jaehan Bae
Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science
Washington DC, USA
e-mail: jbae@carnegiescience.edu

Stefano Facchini
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
e-mail: stefano.facchini@eso.org

Miriam Keppler
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
e-mail: keppler@mpia.de

Richard Teague
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian
Cambridge, MA, USA
e-mail: richard.d.teague@cfa.harvard.edu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Cel.: +49 151 241 664 00
e-mail: press@eso.org

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2111, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contato local para a imprensa. O representante brasileiro é Eugênio Reis Neto, do Observatório Nacional/MCTIC. A nota de imprensa foi traduzida por Margarida Serote (Portugal) e adaptada para o português brasileiro por Eugênio Reis Neto.

Sobre a nota de imprensa

No. da notícia:eso2111pt-br
Nome:PDS 70c
Tipo:Milky Way : Planet : Type : Gas Giant
Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2021ApJ...916L...2B

Imagens

Imagens ALMA em grande angular e de perto de um disco de formação de satélites
Imagens ALMA em grande angular e de perto de um disco de formação de satélites
O sistema PDS 70 observado pelo ALMA
O sistema PDS 70 observado pelo ALMA
Disco de formação de satélites em torno do exolaneta PDS 70c observado pelo ALMA
Disco de formação de satélites em torno do exolaneta PDS 70c observado pelo ALMA
A estrela anã PDS 70 na constelação do Centauro
A estrela anã PDS 70 na constelação do Centauro
Imagem de grande angular do céu em torno da estrela PDS 70
Imagem de grande angular do céu em torno da estrela PDS 70

Vídeos

Espiando um disco distante de formação de satélites (ESOcast Light 240)
Espiando um disco distante de formação de satélites (ESOcast Light 240)
Concepção artística do sistema PDS 70
Concepção artística do sistema PDS 70
Aproximando-se do sistema PDS 70
Aproximando-se do sistema PDS 70