Os astrônomos estão descobrindo que não apenas existe uma grande variedade de diferentes planetas extra-solares, mas também existem diferentes tipos de sistemas planetários. "Não estamos mais no Kansas no que diz respeito aos sistemas solares", disse Barbara McDonald, do Observatório McDonald da Universidade do Texas, na reunião da American Astronomical Society em Miami, Flórida, hoje. "O interessante é que encontramos outro sistema multi-planetário que não é nada parecido com o nosso".
Um olhar mais atento ao sistema Upsilon Andromedae com o Telescópio Espacial Hubble, o Telescópio Hobby-Eberly e outros telescópios terrestres mostra um sistema esquisito em que os planetas estão inclinados e têm órbitas altamente inclinadas. Os astrônomos também encontraram outro planeta e também outra estrela - este é provavelmente um sistema estelar binário.
Mesmo com a órbita inclinada de Plutão, nosso sistema solar parece um oceano de calma em comparação com o Upsilon Andromedae.
McDonald disse que essas descobertas surpreendentes impactarão as teorias de como os sistemas multi-planetários evoluem e mostra que alguns eventos violentos podem afetar as órbitas dos planetas após a formação de um sistema planetário.
"As descobertas significam que estudos futuros de sistemas exoplanetários serão mais complicados", disse ela. "Os astrônomos não podem mais assumir que todos os planetas orbitam sua estrela-mãe em um único plano". diz Barbara McArthur, da Universidade do Texas, no Observatório McDonald de Austin.
Semelhante ao nosso Sol em suas propriedades, o Upsilon Andromedae fica a cerca de 44 anos-luz de distância. É um pouco mais jovem, mais maciço e mais brilhante que o sol. Por pouco mais de uma década, os astrônomos sabem que três planetas do tipo Júpiter orbitam a estrela amarela-branca Upsilon Andromedae.
Mas depois de mais de mil observações combinadas, McDonald e sua equipe descobriram indícios de que um quarto planeta, e, orbita a estrela muito mais longe. Eles também foram capazes de determinar as massas exatas de dois dos três planetas conhecidos anteriormente, Upsilon Andromedae c e d. Muito mais surpreendente, porém, é que nem todos os planetas orbitam esta estrela no mesmo plano. As órbitas dos planetas c e d são inclinadas em 30 graus uma em relação à outra. Esta pesquisa marca a primeira vez que a “inclinação mútua” de dois planetas que orbitam outra estrela foi medida.
"Provavelmente o Upsilon Andromedae teve o mesmo processo de formação que o nosso próprio sistema solar, embora possa ter havido diferenças na formação tardia que semeou essa evolução divergente", disse McArthur. “A premissa da evolução planetária até agora tem sido que os sistemas planetários se formam no disco e permanecem relativamente co-planares, como nosso próprio sistema, mas agora medimos um ângulo significativo entre esses planetas que indica que esse nem sempre é o caso. "
Até agora, a sabedoria convencional era de que uma grande nuvem de gás entra em colapso para formar uma estrela, e os planetas são um subproduto natural do material restante que forma um disco. Em nosso sistema solar, existe um fóssil desse evento de criação, porque todos os oito principais planetas orbitam quase no mesmo plano. Os planetas anões mais externos, como Plutão, estão em órbitas inclinadas, mas foram modificados pela gravidade de Netuno e não estão embutidos nas profundezas do campo gravitacional do Sol.
Então, o que derrubou o sistema Upsilon Andromedae?
"As possibilidades incluem interações que ocorrem desde a migração interna de planetas, a ejeção de outros planetas do sistema através da dispersão planeta-planeta ou a interrupção da estrela companheira binária da estrela-mãe, Upsilon Andromedae B", disse McArthur.
Ou a estrela companheira - uma anã vermelha menos massiva e muito mais escura que o Sol - poderia ser a culpada. é.
"Não temos idéia de qual é a sua órbita", disse Fritz Benedict, membro da equipe. “Pode ser muito excêntrico. Talvez ele chegue muito perto de vez em quando. Pode demorar 10.000 anos. ” Uma passagem tão próxima da estrela secundária poderia perturbar gravitacionalmente as órbitas dos planetas. ”
Os dois tipos diferentes de dados combinados nesta pesquisa foram astrometria do telescópio espacial Hubble e velocidade radial de telescópios terrestres.
Astrometria é a medida das posições e movimentos dos corpos celestes. O grupo de McArthur usou um dos Sensores de Orientação Fina (FGSs) no telescópio Hubble para a tarefa. Os FGSs são tão precisos que podem medir a largura de um quarto em Denver do ponto de vista de Miami. Foi essa precisão que foi usada para rastrear o movimento da estrela no céu causado por seus planetas circundantes - e invisíveis.
A velocidade radial mede o movimento da estrela no céu em direção e longe da Terra. Essas medições foram feitas ao longo de um período de 14 anos usando telescópios terrestres, incluindo dois no Observatório McDonald e outros nos Observatórios Lick, Haute-Provence e Whipple. A velocidade radial fornece uma longa linha de base de observações da fundação, o que possibilitou a duração mais curta, porém mais precisa e completa, das observações do Hubble para definir melhor os movimentos orbitais.
O fato de a equipe ter determinado as inclinações orbitais dos planetas c e d lhes permitiu calcular as massas exatas dos dois planetas. As novas informações nos disseram que nossa visão sobre qual planeta é mais pesado precisa ser mudada. As massas mínimas anteriores para os planetas fornecidas pelos estudos de velocidade radial colocam a massa mínima para o planeta c em 2 Júpiteres e para o planeta d em 4 Júpiteres. As novas massas exatas encontradas pela astrometria são 14 Júpiteres para o planeta ce 10 Júpiteres para o planeta d.
"Os dados do Hubble mostram que a velocidade radial não é a história toda", disse Benedict. "O fato de os planetas realmente terem se movimentado em massa foi realmente fofo."
O quarto planeta está tão distante, que seu sinal não revela a curvatura de sua órbita.
Os 14 anos de informações de velocidade radial compiladas pela equipe descobriram pistas de que um quarto planeta de longo período pode orbitar além dos três agora conhecidos. Existem apenas dicas sobre esse planeta, porque está tão distante que o sinal que ele cria ainda não revela a curvatura de uma órbita. Outra peça que faltava no quebra-cabeça é a inclinação do planeta mais interno, b, que exigiria astrometria de precisão 1.000 vezes maior que a do Hubble, uma meta alcançável por uma futura missão espacial otimizada para interferometria.
Fontes: HubbleSite, conferência de imprensa da AAS
