Quatro pontos de luz se movendo em círculos concêntricos parciais em torno de um disco central são os protagonistas de um vídeo publicado recentemente no YouTube pelo astrônomo Jason Wang, da Universidade Northwestern, nos EUA. E eles são nada menos do que planetas orbitando uma estrela a 133,3 anos-luz de distância da Terra.

O vídeo, um lapso de tempo de 12 anos de observações, faz parte de uma longa pesquisa dedicada à compreensão do sistema planetário da estrela HR8799 – o primeiro sistema visto diretamente pelos cientistas, em 2008.

Wang diz que compilou essas observações em vídeo não por qualquer razão científica, mas apenas por considerar algo incrível, que deve ser compartilhado com o público em geral. 

“Geralmente, é difícil ver planetas em órbita”, disse o cientista em entrevista ao site Science Alert. “Por exemplo, não é aparente que Júpiter ou Marte orbitem nosso Sol porque vivemos no mesmo sistema e não temos uma visão de cima para baixo. Eventos astronômicos acontecem muito rapidamente ou muito lentamente para se capturar em um filme. Mas, este vídeo mostra planetas se movendo em uma escala de tempo humana. Espero que isso permita que as pessoas desfrutem de algo maravilhoso”.

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Embora a contagem atual de exoplanetas confirmados – ou seja, planetas fora do Sistema Solar – seja de mais de 5.200, a maioria deles nunca foi vista diretamente.

Os astrônomos encontram esses mundos principalmente por meio de métodos indiretos, estudando o efeito que eles têm sobre a estrela hospedeira. Quedas regulares e fracas na luz da estrela indicam um exoplaneta em órbita passando entre o observador e a estrela. Mudanças fracas no comprimento de onda da luz da estrela indicam a interação gravitacional entre ela e um exoplaneta.

Conforme destaca Wang, a razão para isso é que é realmente muito difícil ver um planeta alienígena diretamente. “Eles são muito pequenos e muito fracos em comparação à sua estrela hospedeira; qualquer luz que eles emitem ou refletem é geralmente engolida pela luz ardente da estrela”.

De vez em quando, no entanto, os pesquisadores têm sorte. Há casos – como esse – em que os exoplanetas são grandes e separados de sua estrela o suficiente, e o sistema orientado de tal forma que, se a luz da estrela estiver bloqueada ou oculta (é por isso que HR8799 aparece como um disco preto), podemos vê-los como pequenas bolhas de luz.

Ainda mais raro é vê-los executando seu complexo pavimento planetário, simplesmente porque os prazos das órbitas envolvidas são muito mais longos do que o tempo desde que os cientistas avistaram diretamente o primeiro exoplaneta.

Wang e sua equipe, no entanto, agora têm dados observacionais suficientes do HR8799 para um lapso de tempo que mostra órbitas parciais, e é isso que ele compilou. “Não há nada a ganhar cientificamente assistindo aos sistemas em órbita em um vídeo de lapso de tempo, mas isso ajuda os outros a apreciar o que estamos estudando”, diz Wang. “Pode ser difícil explicar as nuances da ciência com palavras. Mas mostrar a ciência em ação ajuda os outros a entender sua importância”.

As observações foram coletadas usando o Observatório W. M. Keck, e Wang aplicou óptica adaptativa para corrigir o efeito de distorção da atmosfera da Terra. O lapso de tempo também foi processado para corrigir os saltos temporais entre os dados, mostrando o movimento orbital suave dos quatro exoplanetas.

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Como é o sistema planetário HR8799

Wang explica que o círculo negro no centro é a jovem estrela de 30 milhões de anos, com cerca de 1,5 vezes a massa e 4,9 vezes o brilho do Sol.

O exoplaneta mais interno é o gigante gasoso HR8799e, com uma massa 7,4 vezes a de Júpiter circundando a estrela a uma distância de 16,25 vezes a separação entre a Terra e o Sol, por um período orbital de 45 anos. 

Movendo-se para fora, o planeta HR8799d tem a massa de 9,1 Júpiteres e orbita a 26,67 unidades astronômicas (UA), por um período orbital de 100 anos.

Por sua vez, o exoplaneta HR8799c tem 7,8 Júpiteres em massa, orbitando a uma distância de 41,4 UA (apenas um pouco mais ampla do que a separação entre o Sol e Plutão) por um período orbital de 190 anos. Ele tem água em sua atmosfera, segundo descobriram os cientistas.

Finalmente, temos o HR8799b. com 5,7 Júpiteres de massa, distante de sua estrela a 71,6 UA, com um período orbital de 460 anos.

Embora o lapso de tempo em si possa não ser cientificamente revelador, a coleta de dados do Keck certamente é.

Um artigo publicado em dezembro do ano passado descobriu a possível existência de um quinto exoplaneta, menor e mais próximo da estrela do que seus irmãos. Estima-se que o candidato tenha cerca de 4 a 7 vezes a massa de Júpiter, orbitando a uma distância entre 4 e 5 UA, o que dificulta a detecção direta.

Wang e seus colegas estão trabalhando duro na análise da luz do sistema. Eles esperam conseguir obter informações detalhadas sobre a composição não apenas da estrela, mas dos mundos ao seu redor. “Na astrofísica, na maioria das vezes estamos fazendo análise de dados ou testando hipóteses”, diz Wang. “Mas esta é a parte divertida da ciência. Inspira admiração”.

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