Investigador da FEUP participa em observação inédita de um exoplaneta

Imagem artística que mostra o exoplaneta observado, HR8799e. (Fonte: ESO/L. Calçada)

Uma equipa internacional de cientistas, da qual fez parte Paulo Garcia, investigador da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), conseguiu, pela primeira vez, observar diretamente um exoplaneta, com a ajuda do instrumento GRAVITY.

O HR8799e, descoberto em 2010 em órbita de uma estrela jovem de sequência principal, é um exoplaneta do tipo “super-Júpiter”, diferente de qualquer um dos planetas existentes no Sistema Solar: mais massivo e muito mais jovem do que qualquer dos planetas que orbita o sol – tem apenas 30 mil anos de idade. No entanto, esta juventude planetária revela-se bastante interessante para a comunidade científica na medida em que podem dar pistas sobre a formação de planetas e sistemas planetários.

Através dos estudos agora publicados, foi possível determinar que HR8799e é completamente inóspito, uma vez que a energia que restou da sua formação aliado ao forte efeito de estufa fazem com que o apresente uma temperatura de cerca de 1000 graus C à sua superfície. Com uma atmosfera exoplanetária complexa, com nuvens de ferro e silicatos no seio de uma tempestade que engloba todo o planeta, aquele exoplaneta “tem uma atmosfera que contém muito mais monóxido de carbono do que metano — algo que não se espera do equilíbrio químico,” explica o líder da equipa Sylvestre Lacour, investigador do CNRS no Observatório de Paris – PSL e no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre.

Paulo Garcia é co-autor da descoberta anunciada na revista Astronomy & Astrophysics. (Foto: DR)

Estes resultados de investigação foram possíveis graças à combinação do GRAVITY com a interferometria ótica que permitiu aos cientistas ir mais longe e concluir que a atmosfera contém igualmente nuvens de poeira de ferro e silicatos, que quando combinado com o excesso de monóxido de carbono sugere que a atmosfera do HR8799e esteja a sofrer os efeitos de uma enorme e violenta tempestade.

“As nossas observações sugerem uma bola de gás iluminada do interior, com raios de luz quente em movimento nas nuvens escuras tempestuosas,” explica Sylvestre Lacour. “A convecção faz movimentar as nuvens de partículas de ferro e silicatos, que se desagregam provocando chuva no interior. Este cenário mostra-nos uma atmosfera dinâmica num exoplaneta gigante acabado de formar, onde ocorrem processos físicos e químicos altamente complexos.”

Os resultados da investigação foram recentemente publicados numa carta à revista Astronomy & Astrophysics pela Colaboração GRAVITY. Estes resultados juntam-se ao já impressionante conjunto de descobertas feitas com o auxílio do GRAVITY, adicionando mais uma forma de observar exoplanetas ao já extenso arsenal de métodos disponíveis aos telescópios e instrumentos do ESO, abrindo caminho a muitas outras descobertas impressionantes.

“Esperemos aplicar a técnica de interferometria que o GRAVITY oferece para explorarmos outros exoplanetas de interesse,” explica Paulo Garcia, co-autor do estudo.

O que é a interferometria ótica?

A interferometria ótica é uma técnica que permite aos astrónomos criar um supertelescópio, ao combinar vários telescópios mais pequenos. Neste caso, o instrumento GRAVITY do Very Large Telescope (VLTI) do ESO, no Deserto de Atacama, no Chile, foi usado para esse efeito, porque é constituído por quatro telescópios com um espelho de 8,2 metros de diâmetro cada, que podem funcionar de forma independente ou combinada, e que captam luz visível e infravermelha.

Funcionando na forma combinada, podem captar a luz do céu como se fossem um único telescópio de 16,4 m de diâmetro, o que o torna o maior do mundo. O VLTI tem ainda quatro telescópios auxiliares mais pequenos.

Os planetas extrassolares podem ser observados usando métodos diferentes. Alguns são indiretos, como o método das velocidades radiais, que mede a atração que a gravidade de um planeta exerce sobre a sua estrela. Os métodos diretos, como a técnica pioneira agora utilizada, envolvem a observação do planeta em vez do efeito que este provoca sobre a sua estrela.