Localizado a cerca de 129 anos-luz da Terra, na direção da constelação de Pegasus, está o sistema estelar relativamente jovem da HR 8799. A partir de 2008, quatro exoplanetas em órbita foram descobertos neste sistema que - ao lado do exoplaneta Formalhaut b - foram os primeiros a serem descobertos. confirmado usando a técnica de imagem direta. E com o tempo, os astrônomos passaram a acreditar que esses quatro planetas estão em ressonância um com o outro.
Nesse caso, os quatro planetas orbitam sua estrela com uma ressonância 1: 2: 4: 8, o que significa que o período orbital de cada planeta está em uma proporção quase precisa com os outros no sistema. Esse é um fenômeno relativamente único, que inspirou Jason Wang - um estudante de graduação do braço de Berkeley do Nexus for Exoplanet System Science (NExSS), patrocinado pela NASA - a produzir um vídeo que ilustra sua dança orbital.
Utilizando imagens obtidas pela W.M. Observatório Keck, durante um período de sete anos, o vídeo de Wang fornece um vislumbre desses quatro exoplanetas em movimento. Como você pode ver abaixo, a estrela central é apagada para que a luz refletida em seus planetas possa ser vista. E embora não mostre os planetas completando um período orbital completo (que levaria décadas e até séculos), ilustra belamente a ressonância que existe entre os quatro planetas da estrela.
Como Jason Wang disse à Space Magazine por e-mail:
“Os dados foram obtidos ao longo de 7 anos em um dos telescópios Keck de 10 metros por uma equipe de astrônomos (Christian Marois, Quinn Konopacky, Bruce Macintosh, Travis Barman e Ben Zuckerman). Christian reduziu cada uma das sete épocas de dados, criando 7 quadros de dados. Eu então fiz um filme usando uma interpolação de movimento para interpolar esses 7 quadros em 100 quadros para obter um vídeo suave, para que não fique instável (como se pudéssemos observá-los todos os meses da Terra). ”
As imagens dos quatro exoplanetas foram originalmente capturadas pelo Dr. Christian Marois do Instituto Nacional de Astrofísica do Conselho de Pesquisa do Canadá. Foi em 2008 que Marois e seus colegas descobriram os três primeiros planetas do HR 8799 - HR 8799 b, c e d - usando a técnica de imagem direta. Na mesma época, uma equipe da UC Berkeley anunciou a descoberta do Fomalhaut b, também usando imagens diretas.
Todos esses planetas foram considerados gigantes gasosos de tamanho e massa semelhantes, com entre 1,2 e 1,3 vezes o tamanho de Júpiter e 7 a 10 vezes a sua massa. No momento de sua descoberta, acreditava-se que o HR 8799 d era o planeta mais próximo de sua estrela, a uma distância de cerca de 27 unidades astronômicas (AUs) - enquanto os outros dois orbitam a distâncias de cerca de 42 e 68 AUs, respectivamente.
Foi só depois que a equipe percebeu que os planetas já haviam sido observados em 1998. Naquela época, a Câmera Infravermelha Próxima e o Espectrômetro de Múltiplos Objetos do Telescópio Espacial Hubble (NICMOS) haviam obtido luz do sistema que indicava a presença de planetas. No entanto, isso não ficou claro até depois que uma técnica de processamento de imagem recém-desenvolvida foi instalada. Portanto, a "pré-descoberta" passou despercebida.
Outras observações em 2009 e 2010 revelaram a existência do quarto planeta - HR 8799 e - que tinha uma órbita colocando-o dentro dos outros três. Mesmo assim, este planeta está quinze vezes mais distante de sua estrela do que a Terra e do Sol, o que resulta em um período orbital de cerca de 18.000 dias (49 anos). Os outros levam cerca de 112, 225 e 450 anos (respectivamente) para concluir uma órbita do HR 8799.
Por fim, Wang decidiu produzir o vídeo (que não era o primeiro), para ilustrar o quão emocionante pode ser a busca por exoplanetas. Como ele colocou:
"Eu escrevi esse algoritmo de interpolação de movimento para outro sistema de exoplaneta, Beta Pictoris b, onde vemos um planeta em uma órbita de ponta parecendo mergulhar em sua estrela (na verdade, está apenas circulando na frente). Queríamos fazer o mesmo com o HR 8799 para dar vida a este sistema e compartilhar nossa empolgação ao exoplaneta de imagem direta. Acho incrível que tenhamos a tecnologia para assistir outros mundos orbitarem outras estrelas. "
Além disso, o vídeo chama a atenção para um sistema estelar que apresenta algumas oportunidades únicas para a pesquisa de exoplanetas. Como o HR 8799 foi o primeiro sistema multi-planetário a ter imagens diretas, os astrônomos podem observar diretamente as órbitas dos quatro planetas, observar suas interações dinâmicas e determinar como elas chegaram à sua configuração atual.
Os astrônomos também poderão usar espectros das atmosferas do planeta para estudar sua composição e compará-los com os gigantes de gás do nosso próprio Sistema Solar. E como o sistema é realmente muito jovem (apenas 40 milhões de anos), pode nos dizer muito sobre o processo de formação do planeta. Por último, mas não menos importante, suas órbitas amplas (uma necessidade devido ao seu tamanho) podem significar que o sistema é menos do que estável.
No futuro, de acordo com Wang, os astrônomos estarão observando para ver se algum planeta é ejetado do sistema. Eu não conheço você, mas eu consideraria um vídeo que ilustra um dos gigantes de gás do HR 8799 sendo expulso de seu sistema também seria bastante inspirador!
