Planetas no lado quente da sequência espectral

As equipas que trabalham na detecção de planetas fora do sistema solar têm focado a sua atenção em estrelas de tipo espectral F tardio, G, K e, mais recentemente, de tipo M. O lado quente da sequência espectral, nomeadamente as estrelas de tipo A e as de tipo F mais quentes, permanecia terra incógnita… até agora.

A detecção de planetas nestas estrelas com as técnicas actuais é extremamente difícil. Por um lado, a massa elevada das estrelas faz com que as perturbações na sua velocidade radial sejam mais difíceis de detectar. Por outro lado, as suas atmosferas mais quentes apresentam um número bastante inferior de linhas espectrais relativamente às estrelas de tipo solar. Finalmente, as suas velocidades de rotação são em geral apreciáveis o que provoca um alargamento das linhas espectrais atmosféricas. Estes dois últimos factores tornam muito complicada ou mesmo impossível a utilização dos espectros para a medição da velocidade radial com a precisão de alguns metros por segundo necessária à detecção de planetas.

No entanto, quando uma destas estrelas sai da sequência principal e se torna uma pequena gigante de tipo G ou K, a sua velocidade de rotação diminui consideravelmente, e a sua atmosfera expandida e mais fria apresenta um grande número de linhas espectrais finas e estáveis, que possibilitam a medição precisa da velocidade radial. Desta forma, os astrónomos podem usar o método da velocidade radial em gigantes, como Pollux e Edasich, para obter uma caracterização estatística da composição dos sistemas planetários em estrelas de tipo espectral A e F.

Esta semana, foi anunciada a descoberta de um planeta em torno da estrela gigante vermelha HD17092, na constelação Perseu. O planeta tem uma massa mínima estimada de 4.6 vezes a de Júpiter e orbita a estrela com um período de 360 dias. A estrela hospedeira tem uma massa aproximada de 2.3 vezes a solar e situa-se a aproximadamente 300 anos-luz. A descoberta é significativa pois constitui o primeiro resultado concreto de um programa de observação de centenas de gigantes de tipo G e K que dura já há 3 anos, dirigido pelo astrónomo Alex Wolszczan da Universidade da Pennsylvania e que utiliza o telescópio Hobby-Eberly do Observatório McDonald no Texas. Um programa similar, dirigido por John Johnson da Universidade da Califórnia em Berkeley, e usando os Observatórios Lick e Keck, já produziu também várias descobertas, elevando o total de planetas em estrelas gigantes para cerca de 14.

A descoberta de um elevado número de planetas em torno destas estrelas gigantes permitirá comparar estatisticamente os sistemas planetários de estrelas de tipo solar com os de estrelas mais maciças, identificando potenciais diferenças que podem elucidar os cientistas sobre quais os processos físicos que regem a formação planetária. Desde já, um padrão parece ter emergido das descobertas realizadas: as estrelas mais maciças parecem ter maior probabilidade de formar planetas mais maciços. Outra observação interessante consiste numa aparente violação da forte correlação, observada em estrelas de tipo solar, entre o enriquecimento das estrelas em elementos mais pesados que o hidrogénio e o hélio e a existência de planetas, nomeadamente planetas maciços, algo que contradiz a teoria de formação planetária mais aceite pela comunidade científica.

Naturalmente, uma amostra de apenas 14 planetas permite no máximo detectar tendências. As equipas de Alex Wolszczan e John Johnson identificarão nos próximos anos uma amostra significativa destes planetas e respectivas estrelas hospedeiras, corrigindo possíveis erros ou enviesamentos provocados pelos métodos de detecção.

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