Um exoplaneta “rebelde” que orbita na direção oposta à da sua estrela

Uma equipa internacional liderada pelo Departamento de Astronomia da Universidade de Genebra determinou a configuração orbital do exoplaneta GJ 3090 b utilizando o espetrógrafo NIRPS, construído em parte em Genebra. O planeta apresenta um forte desalinhamento e orbita na direção oposta à rotação da sua estrela. Este enigma é ainda mais desafiante para os astrónomos, uma vez que não existe nenhum companheiro massivo neste sistema planetário capaz de influenciar a órbita do planeta e, assim, explicar esta configuração. Os resultados foram publicados na revista Astronomy & Astrophysics.

Uma estrela e os seus planetas formam-se quando uma nuvem de gás e poeira colapsa sobre si própria algures no espaço. A nuvem forma então um disco em torno da estrela nascente, no interior do qual se formarão os planetas. Esta protoestrela e o seu disco giram então na mesma direção.

Neste cenário ideal, os planetas formados no disco irão, por sua vez, girar na mesma direção que a rotação da sua estrela e no mesmo plano que o equador estelar, perpendicular ao eixo de rotação. Os astrónomos referem-se a estes sistemas como “sistemas alinhados”.

No Sistema Solar, os oito planetas orbitam na mesma direção que o Sol, mas existe um pequeno ângulo entre os seus planos orbitais e o plano equatorial do Sol. Este ângulo, frequentemente designado por Psi, varia entre aproximadamente 3 e 7 graus, dependendo do planeta. No caso da Terra, por exemplo, é pouco mais de 7 graus. Este pequeno desvio em relação ao cenário ideal pode refletir perturbações que ocorreram durante a formação do nosso Sistema Solar, tais como um encontro com outra estrela ou um colapso assimétrico da nuvem inicial.

“A medição do ângulo Psi fornece pistas sobre a formação e a evolução dos sistemas planetários. Por isso, é natural que tentemos medi-lo noutros sistemas planetários”, comenta Yann Carteret, doutorando no Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade de Genebra e primeiro autor do estudo sobre o planeta GJ 3090 b. “Para nossa grande surpresa, não só o planeta GJ 3090 b se encontra numa órbita altamente desalinhada, como também orbita de forma retrógrada, na direção oposta à rotação da sua estrela”.

O sistema planetário GJ 3090

GJ 3090 é uma anã vermelha, uma estrela mais fria e mais pequena do que o nosso Sol. O planeta GJ 3090 b, que orbita em torno dela, foi detetado pela primeira vez pelo telescópio espacial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), que analisa o céu à procura de trânsitos (pequenas variações periódicas no brilho de uma estrela causadas pela passagem de um planeta à sua frente). O planeta tem um raio 2,2 vezes superior ao da Terra e uma massa 4,5 vezes superior à da Terra, o que o torna um sub-Neptuno, a classe mais abundante de exoplanetas na nossa Galáxia.

Um instrumento de fabrico suíço, o NIRPS (Near Infra Red Planet Searcher), um espetrógrafo instalado no Observatório de La Silla, foi utilizado para detetar outros dois planetas no sistema, para confirmar a presença de GJ 3090 b, medir a sua massa e, acima de tudo, determinar a sua invulgar configuração orbital. “Foi o desempenho do NIRPS no infravermelho que permitiu alcançar, para um planeta tão pequeno, a precisão necessária para medir o ângulo entre o plano orbital do planeta e o plano equatorial da estrela,”, comenta Léna Parc, doutoranda no Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade de Genebra e coautora do estudo.

Uma órbita desalinhada e retrógrada

O ângulo Psi para GJ 3090 b é de aproximadamente 136 graus. Conhecem-se apenas cinco outros sistemas multiplanetários que albergam um planeta desalinhado com um ângulo superior a 70 graus. Porém, ao contrário desses outros sistemas, não há indícios de um objeto massivo o suficiente (outra estrela ou planeta), a orbitar GJ 3090, que possa ser responsável por esta configuração.

“A ausência de um companheiro massivo que explique esta órbita invulgar levar-nos-á a explorar outras hipóteses”, explica Vincent Bourrier, docente e investigador no Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade de Genebra e coautor do estudo. “No caso de GJ 3090, a estrela poderá ter acretado um disco secundário desalinhado e retrógrado, no qual se formaram posteriormente os planetas do sistema”, conclui.

// Universidade de Genebra (comunicado de imprensa)
// IAC (comunicado de imprensa)
// Queen Mary University of London (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)

Saiba mais:

GJ 3090 b:
NASA
ipac
Exoplanet.eu

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

Observatório de La Silla:
ESO
Wikipedia
NIRPS (ESO)

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite):
NASA
NASA/Goddard
Programa de Investigadores do TESS (HEASARC da NASA)
MAST (Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais)
Exoplanetas descobertos pelo TESS (NASA Exoplanet Archive)
Wikipedia