Sistema exoplanetário
Astrônomos do ESO (Observatório Europeu do Sul) descobriram um sistema planetário com, pelo menos, cinco planetas em órbita de uma estrela do tipo solar, HD 10180.
Os pesquisadores têm também fortes indícios da existência de mais dois planetas, sendo que um deles deverá ser o exoplaneta de menor massa encontrado até agora.
Isto torna este sistema planetário muito semelhante ao nosso próprio Sistema Solar em termos do número de planetas (sete planetas contra os nossos oito). Além disso, a equipe encontrou evidências de que as distâncias dos planetas até sua estrela seguem um padrão regular, como acontece no Sistema Solar.
"Esta descoberta extraordinária também enfatiza o fato de estarmos agora entrando em uma nova era da investigação de exoplanetas: o estudo de sistemas planetários complexos e não apenas de planetas individuais. Estudos dos movimentos planetários no novo sistema revelam interações gravitacionais complexas entre os planetas e nos dão informações sobre a evolução do sistema a longo prazo," diz Christophe Lovis, principal autor do artigo científico que apresenta os resultados.
Sistema planetário HD 10180
A equipe de astrônomos utilizou o espectrógrafo HARPS, montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, em La Silla, no Chile, durante um período de seis anos, para estudar a estrela do tipo solar HD 10180.
A HD 10180 está situada a 127 anos-luz de distância da Terra, na constelação austral da Hidra. HARPS é um instrumento com grande precisão e de extrema estabilidade nas medições, sendo o descobridor de exoplanetas mais bem-sucedido do mundo, juntamente como satélite Corot.
Graças a 190 medições individuais obtidas pelo HARPS, os astrônomos detectaram os minúsculos movimentos da estrela, para a frente e para trás, causados pelas atrações gravitacionais complexas de cinco ou mais planetas.
Os cinco sinais mais fortes correspondem a planetas com massas do tipo de Netuno - entre 13 e 25 massas terrestres - que orbitam a estrela com períodos que vão dos 6 aos 600 dias. Estes planetas estão situados a uma distância da sua estrela central que corresponde a cerca de 0,06 a 1,4 vezes a distância Terra-Sol.
Menor exoplaneta rochoso
"Temos também boas razões para acreditar que mais dois planetas estejam presentes," diz Lovis. "Um será do tipo de Saturno (com uma massa mínima de 65 massas terrestres) com um período de 2.200 dias. O outro será o exoplaneta de menor massa descoberto até agora, com uma massa de cerca de 1,4 vezes a massa da Terra. Ele está muito próximo da estrela hospedeira, a apenas 2% da distância Terra-Sol. Um "ano" neste planeta durará somente 1,18 dias terrestres.
Utilizando o método das velocidades radiais, os astrônomos podem apenas estimar a massa mínima de um planeta, uma vez que esta massa depende igualmente da inclinação do plano orbital relativamente à linha de visão, que é desconhecida. De um ponto de vista estatístico, esta massa mínima é, no entanto, geralmente próxima da massa real do planeta.
"Este objeto gera uma oscilação na estrela de apenas 3 quilômetros por hora - mais lento do que uma pessoa andando a pé - e este movimento é bastante difícil de medir," diz o membro da equipe Damien Ségransan. Se confirmado, este objeto poderá ser outro exemplo de um planeta quente rochoso, semelhante a Corot-7b - veja Menor exoplaneta já descoberto é coberto por lava.
A estrela HD 10180 está situada a 127 anos-luz de distância da Terra, na constelação austral da Hidra. [Imagem: ESO]
Diferenças do Sistema Solar
O sistema de planetas recém-descoberto em torno da estrela HD 10180 é único em diversos aspectos.
Primeiro que, com pelo menos cinco planetas do tipo de Netuno localizados numa distância equivalente à órbita de Marte, este sistema é mais povoado na sua região interior do que o nosso Sistema Solar, com mais planetas de grande massa nessa região.
Além disso, o sistema provavelmente não possui gigantes gasosos do tipo de Júpiter. Em média, os planetas na região interior do sistema de HD 10180 têm vinte vezes a massa da Terra, enquanto os planetas interiores do nosso Sistema Solar (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) têm uma massa média de meia massa terrestre.
Finalmente, todos os planetas parecem ter órbitas praticamente circulares.
Até agora, os astrônomos conhecem quinze sistemas com pelo menos três planetas. O último detentor do recorde foi 55 Câncer, que contém cinco planetas, dois dos quais gigantes. "Sistemas com planetas de pequena massa como os que se encontram em torno de HD 10180, parecem ser muito comuns, mas a sua história de formação permanece um mistério," diz Lovis.
Lei das órbitas
Utilizando a nova descoberta, juntamente com dados de outros sistemas exoplanetários, os astrônomos encontraram um equivalente da lei de Titius-Bode existente no nosso Sistema Solar: as distâncias dos planetas às suas estrelas parecem seguir um padrão regular. "O que pode ser uma assinatura do processo de formação destes sistemas planetários," diz o membro da equipe Michel Mayor.
A lei de Titius-Bode estabelece que a distância dos planetas até o Sol segue uma fórmula simples. Com relação aos planetas exteriores, prevê-se que cada planeta esteja aproximadamente duas vezes mais afastado do Sol do que o planeta imediatamente anterior. Esta lei empírica previu corretamente as órbitas de Ceres e Urano, mas falhou na previsão da órbita de Netuno.
Composição química das estrelas
Outro resultado importante obtido é a descoberta da existência de uma relação entre a massa de um sistema planetário e a massa e a composição química da estrela hospedeira.
Todos os sistemas planetários de grande massa são encontrados em torno de estrelas de grande massa e ricas em metais, enquanto os quatro sistemas de menor massa conhecidos foram encontrados em torno de estrelas de baixa massa e pobres em metais. Essas propriedades confirmam os modelos teóricos atuais.
De acordo com a definição utilizada em astronomia, "metais" são todos os elementos exceto o hidrogênio e o hélio. Tais metais, com exceção de alguns poucos elementos químicos leves menores, são criados pelas várias gerações de estrelas. Os planetas rochosos também são compostos de "metais".
