Uma super terra na vizinhança do Sistema Solar
2019 fevereiro 19

Uma equipa internacional¹, que inclui dois investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA²), detetou uma das super terras mais próxima do Sistema Solar, a apenas oito anos-luz de distância. Este exoplaneta, que com três vezes a massa da Terra provavelmente será rochoso, orbita a estrela Gliese 411 (Gl411), na constelação da Ursa Maior, e é dos exoplanetas telúricos³ que mais se adequa à caracterização por imagem direta.

Examinar as atmosferas de planetas extrassolares, especialmente dos que se assemelham à Terra, é um dos principais objetivos da astronomia nas próximas décadas. Isso irá permitir entender as semelhanças e as diferenças entre estes planetas e os do Sistema Solar.

No estudo⁴ agora publicado, a equipa concentrou-se em particular nos exoplanetas que orbitam estrelas anãs vermelhas, cuja massa é inferior a metade da massa do Sol. Estas estrelas representam 80% das estrelas da nossa galáxia e por isso são também a maioria das estrelas que rodeiam o nosso Sistema Solar. A sua baixa massa facilita a deteção de exoplanetas mais pequenos – potencialmente do tipo terrestre – e localizados na zona de habitabilidade da estrela.

Olivier Demangeon (IA & Faculdade de Ciências da Universidade do Porto) explica o interesse neste planeta: “A juntar a outras descobertas, a deteção de um planeta de tipo rochoso em torno de uma das estrelas mais próximas de nós reforça claramente a ideia de que a maioria das estrelas que vemos no céu tem planetas à volta.”

A deteção foi efetuada recorrendo ao espectrógrafo SOPHIE⁵, instalado no telescópio de 1,93m do Observatório de Haute-Provence (OHP), em França. Foi neste telescópio que, em 1995, Michel Mayor e Didier Queloz descobriram o primeiro exoplaneta à volta de uma estrela do tipo solar.

Graças a dados de alta resolução do SOPHIE a equipa detetou, pelo método das velocidades radiais⁶, um planeta ao redor da estrela Gl411, nomeado Gl411b. Este planeta orbita em torno de sua estrela separado de apenas 0,08 UA (cinco vezes mais perto da sua estrela do que Mercúrio está do Sol), completando uma volta em apenas 13 dias terrestres.

Apesar de G1411 ser uma anã vermelha, e por isso menos quente do que o Sol, o G1411b ainda recebe cerca de 3,5 vezes mais radiação do que a Terra recebe do Sol, o que o coloca fora da zona de habitabilidade, sendo provavelmente mais parecido com Vénus.

O Gl411b é, em conjunto com Proxima Centauri b, uma das duas super terras mais próximas, e por isso mais adequadas para uma caracterização por imagem direta, algo que estará ao alcance de instrumentos como o HIRES, do futuro Extremely Large Telescope (ESO). Este instrumento, cujo desenvolvimento técnico e futura exploração científica tem a participação do IA, está previsto entrar em funcionamento em 2025 e ajudará a entender o comportamento e os limites dos planetas logo abaixo da zona de habitabilidade.

Nuno Cardoso Santos (IA & FCUP), investigador responsável pela linha temática “A detecção e caracterização de outras Terras” no IA acrescenta: “Isto mostra-nos que a aposta feita pela equipa do IA em desenvolver novos instrumentos para o ELT, nomeadamente o espectrógrafo HIRES, vai no caminho certo.”


Notas

1. A equipa é composta por R. F. Díaz e N. Unger (Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. & CONICET - Universidad de Buenos Aires. Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE)); X. Delfosse, X. Bonfils, T. Forveille e L. Mignon (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG); M. J. Hobson, I. Boisse, B. Brugger, M. Deleuil, T. Lopez, O. Mousis e A. Santerne (Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM); N. Astudillo-Defru (Departamento de Astronomía, Universidad de Concepcíon, Chile);  G. W. Henry (Center of Excellence in Information Systems, Tennessee State University); L. Arnold, F. Dolon, F. Moreau, S. Perruchot, Y. Richaud, R. Sottile (Observatoire de Haute Provence, CNRS, Aix Marseille Université, Institut Pythéas);  F. Bouchy, V. Bourrier, X. Dumusque,  N. Hara, G., F. Pepe, M. Stalport, D. Ségransan e S. Udry (Observatoire Astronomique de l'Université de Genève);  S. Dalal e F. Kiefer (Institut d'Astrophysique de Paris); N. C. Santos e O. Demangeon (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço & Faculdade de Ciências da Universidade do Porto); Hébrard (Institut d'Astrophysique de Paris & Observatoire de Haute Provence, CNRS, Aix Marseille Université, Institut Pythéas); C. Moutou (Aix Marseille Université, CNRS, CNES, LAM & Canada-France-Hawaii Telescope Corporation).
2. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a maior unidade de investigação na área das Ciências do Espaço em Portugal, integrando investigadores da Universidade do Porto e da Universidade de Lisboa, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação que a Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) encomendou à European Science Foundation (ESF). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela FCT/MCES (UID/FIS/04434/2019).
3. Os planetas telúricos são planetas rochosos, com interior diferenciado (no caso do Sistema Solar, todos os planetas telúricos têm um núcleo, um manto e uma crosta).
4. O artigo “The SOPHIE search for northern extrasolar planets. XIV. A temperate (Teq∼300 K) super-earth around the nearby star Gliese 411” foi aceite para publicação na revista Astronomy & Astrophysics (ArXiv: 1902.06004).
5. O SOPHIE (Spectrographe pour l’Observation des Phénomènes des Intérieurs stellaires et des Exoplanètes, ou espectrógrafo para a observação de fenómenos no interior de estrelas e de exoplanetas) é um espectrógrafo de alta resolução, com precisão para medir velocidades radiais da ordem dos 2 metros/segundo. Está instalado no telescópio de 1,93 metros do observatório de Haute-Provence (França), o mesmo local onde em 1995 Michel Mayor e Didier Queloz detetaram o primeiro planeta extra-solar a orbitar uma estrela parecida com o Sol.
6. O Método das Velocidades Radiais deteta exoplanetas medindo pequenas variações na velocidade (radial) da estrela, devidas ao movimento que a órbita desses planetas imprime na estrela. A título de exemplo, a variação de velocidade que o movimento da Terra imprime no Sol é de apenas 10 cm/s (cerca de 0,36 km/h). Com este método é possível determinar o valor mínimo da massa do planeta. No entanto, em conjunto com o método dos trânsitos, é possível determinar a massa real.

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