Ao estudar um sistema planetário triplo que se parece um pouco com uma versão aumentada da família de planetas que orbita o nosso próprio Sol, os astrónomos obtiveram o primeiro espectro direto - "uma impressão digital química"- de um planeta em órbita de uma estrela distante, adquirindo assim informação nova sobre a formação e composição do planeta. Este resultado representa um marco na procura de vida no Universo.
"O espectro de um planeta é como uma impressão digital. Fornece-nos informação importante acerca dos elementos químicos que se encontram na sua atmosfera," diz Markus Janson, primeiro autor do artigo que relata a nova descoberta. "Com esta informação, podemos compreender melhor como é que o planeta se formou e, no futuro, poderemos inclusivamente descobrir possíveis marcas da presença de vida."
Os investigadores obtiveram o espectro de um exoplaneta gigante que orbita HR 8799, uma estrela muito jovem e brilhante. O sistema encontra-se a cerca de 130 anos-luz da Terra. A estrela tem 1,5 vezes a massa do Sol, e alberga um sistema planetário que se assemelha a um modelo em larga escala do nosso próprio Sistema Solar. Três planetas gigantes companheiros foram detectados em 2008 por outra equipe de investigadores, com massas compreendidas entre 7 e 10 vezes a massa de Júpiter. Estão entre 20 e 70 vezes mais afastados da sua estrela hospedeira do que a Terra está do Sol; o sistema possui também dois cinturões de objetos menores, semelhantes aos cinturões de asteróides e de Kuiper do nosso Sistema Solar.
"O nosso alvo era o planeta no meio dos três, que tem aproximadamente 10 vezes a massa de Júpiter e apresenta uma temperatura de cerca de 800 graus Celsius," diz o membro da equipa Carolina Bergfors. "Após mais de cinco horas de tempo de exposição, conseguimos retirar o espectro do planeta da radiação da estrela, que é extremamente mais brilhante."
Esta é a primeira vez que o espectro de um exoplaneta orbitando uma estrela normal do tipo solar foi obtido de forma direta. Anteriormente, os únicos espectros obtidos necessitavam que um telescópio espacial observasse a passagem de um exoplaneta por detrás da estrela central, num chamado "eclipse exoplanetário". Seguidamente, o espectro podia ser obtido comparando a radiação vinda da estrela antes e depois do referido eclipse. No entanto, este método só pode ser aplicado se a orientação da órbita do exoplaneta é a exata, o que acontece apenas para uma pequena fração de todos os sistemas exoplanetários. O presente espectro, por outro lado, foi obtido a partir do solo, utilizando o Very Large Telescope(VLT) da organizaçao Observatório Europeu Austral, ESO, em observação direta, que não depende da orientação da órbita.
Este é um resultado extraordinário, uma vez que a estrela central é milhares de vezes mais brilhante que o planeta. "É como tentar ver de que é feita uma vela, observando-a a uma distância de dois quilômetros, e ao pé de uma lâmpada tremendamente brilhante de 300 Watts", diz Janson.
Esta descoberta foi possível graças ao NACO, instrumento que trabalha no infravermelho, montado no VLT, e apoiou-se largamente nas capacidades extraordinárias do sistema de óptica adaptativa do instrumento. Espera-se obter imagens e espectros ainda mais precisos de exoplanetas gigantes com o instrumento de próxima geração SPHERE, que será instalado no VLT em 2011, e com o European Extremely Large Telescope.
Os novos dados mostram que a atmosfera que envolve o planeta é ainda mal compreendida. "As riscas observadas no espectro não são compatíveis com os modelos teóricos atuais", explica o co-autor Wolfgang Brandner. "É preciso levar em conta uma descrição mais detalhada das nuvens de poeira atmosférica, ou alternativamente, aceitar que a atmosfera tem uma composição química diferente da anteriormente prevista".
Os astrônomos esperam ter rapidamente as impressões digitais dos outros dois planetas gigantes, de modo a poderem comparar, pela primeira vez, os espectros de três planetas pertencentes ao mesmo sistema. "Deste modo iremos certamente compreender melhor os processos que levam à formação de sistemas planetários como o nosso", conclui Janson.
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