HIP 65426

Em 8 de Julho de 2017, um artigo do Max Plank Institute anunciou a descoberta de um exoplaneta bastante atípico. Além disso, o planeta foi detectado pelo método do imageamento direto, um dos métodos que menos descobriu exoplanetas até agora, mas que se revela um método interessantíssimo de detecção de planetas, especialmente quando estão muito longe de sua estrela hospedeira. O artigo foi traduzido para o portugûes brasileiro e foi adaptado. O original pode ser acessado aqui

Astrônomos descobriram um planeta raro, um hot Júpiter, orbitando uma estrela que gira rapidamente. A descoberta suscita questões desconcertantes sobre a formação do planeta – nem a massa comparativamente pequena do planeta nem a grande distância da sua estrela hospedeira seriam esperadas de acordo com os modelos atuais. As observações que levaram à descoberta foram feitas usando o instrumento SPHERE Very Large telescope da ESO. O artigo que descreve os resultados foi aceito para publicação na revista Astronomy & Astrophysics.

O exoplaneta recém-descoberto HIP 65426 tem  uma estrela central em rotação ultra-rápida, não possui um disco de gás, que seria esperado para um sistema de 14 milhões de anos, e é um planeta comparativamente leve e distante, O sistema também não se encaixa nos modelos existentes sobre o surgimento de sistemas planetários. Na maioria dos sistemas já estudados, os planetas são formados em gigantescos discos de gás e poeira que cercam estrelas jovens. Nos sistemas planetários jovens que foram encontrados até agora, incluindo todos os observados com o instrumento SPHERE, os restos do disco geralmente são visíveis. Existe um certo grau de correlação na massa: as estrelas maciças tendem a ter discos mais maciços, formando planetas mais maciços.

HIP 65426b, um planeta recentemente descoberto foi detectado com o instrumento SPHERE no Very Large Telescope no Observatório Paranal da ESO no Chile, que teve uma imagem direta do planeta. A estrela central, HIP 65426, faz parte do que pode ser chamado de jardim de infância estelar: a associação Scorpius-Centaurus que contém entre 3000 e 5000 estrelas que se formaram aproximadamente ao mesmo tempo, a uma distância de quase 400 anos-luz da Terra. Aplicando técnicas astronômicas comuns para datar estrelas tanto para HIP 65426 individualmente quanto para seus vizinhos estelares, segue-se que HIP 65426 tem apenas cerca de 14 milhões de anos.

Gael Chauvin da Universidade de Grenoble e a Universidade do Chile, principal autor do estudo, afirma: “Espera-se  que um sistema planetário tão jovem ainda tenha um disco de poeira, o que ainda pode aparecer nas observações. mas HIP 65426 não tem um disco conhecido por enquanto – uma primeira indicação de que este sistema não se encaixa perfeitamente nos nossos modelos clássicos de formação planetária “.

HIP 65426b é um Hot Jupiter, com uma temperatura de cerca de 1300-1600 Kelvin (1000-1300 graus Celsius), cerca de 1,5 vezes o raio de Júpiter e entre 6 e 12 vezes a massa de Júpiter . Isso faria do HIP 65426b um gigante gasoso, como Júpiter, com um núcleo sólido e camadas grossas de gás (principalmente hidrogênio). De fato, os exames espectrais usando o espectrografo da SPHERE indicam a presença de vapor de água e nuvens avermelhadas, semelhante às de Jupiter. O planeta está longe, orbitando sua estrela hospedeira em 100 unidades astronômicas (100 vezes a distância Terra-Sol média e mais de três vezes a distância de Neptuno do Sol).

Mais uma vez, esses dados revelam vários níveis de estranheza: as estrelas do tipo de HIP 65426 (classe espectral A2V) devem ter cerca de duas vezes a massa do Sol; Há muito que se supôs que tais estrelas teriam planetas gigantes muito mais massivos do que as massas Jupiter (6-12 )de HIP 65426b. Por outro lado, tais planetas gigantes não seriam esperados tão longe quanto o HIP 65426b.

Por último, mas não menos importante, a estrela anfitriã HIP 65426 também é especial: de acordo com os espectros realizados com o espectrógrafo HARPS da ESO, ele gira cerca de 150 vezes mais rápido do que o Sol. Existe apenas uma outra estrela de tipo similar que está rolando tão rápido, e essa é parte de um sistema de estrela binária. Em tal sistema, a transferência de matéria de uma estrela para outra pode girar a estrela receptora. Como uma única estrela, o que poderia ter acelerado, isso exige uma explicação.

Até agora, os astrônomos só podem especular sobre a origem das propriedades peculiares do sistema recentemente descoberto. Um cenário possível envolve um processo regular em escala planetária: Inicialmente, HIP 65426b teria se formado muito mais perto da estrela (explicando sua massa comparativamente baixa), e pelo menos um outro corpo maciço também se formaria. Em algum momento, o HIP 65426b e esse outro corpo chegaram suficientemente perto para que o HIP 65426b fosse catapultado para fora (até sua grande distância atual) e o outro corpo se moveu para dentro e se mesclando com a estrela (causando a rápida rotação da estrela). Os planetas que atravessavam o sistema também poderiam ter desestabilizado o disco, explicando por que não sobreviveram o tempo suficiente para serem observados.

Uma explicação alternativa envolveria uma dinâmica particular do disco protoplanetário, com a estrela e o planeta se formando pelo colapso e ao mesmo tempo pela fragmentação – o que ainda exigiria uma explicação para o motivo pelo qual o disco teve uma vida tão curta.

Explicações mais precisas terão de aguardar observações e simulações adicionais. Elas podem ter um impacto na nossa compreensão de como os gigantes gasosos se formam, evoluem e, possivelmente, migram, em geral. Isso, por sua vez, é crucial para a compreensão da formação dos sistemas planetários como um todo.

A descoberta possui um significado especial adicional. Este é o primeiro planeta descoberto usando o instrumento SPHERE. O diretor da MPIA, Thomas Henning, que é um dos pais do instrumento SPHERE e co-autor do presente estudo, acrescenta: “Imagens diretas de exoplanetas ainda são muito raras, mas contêm uma riqueza de informações sobre planetas, como o HIP 65426b . O análise da luz direta do planeta nos permite restringir a composição da atmosfera do planeta com grande confiança. “Imagens existem para menos de 20 dos exoplanetas atualmente conhecidos de 3600; Os métodos comuns de detecção são todos indiretos, confiando como eles fazem em como a presença de um planeta influencia a luz da estrela hospedeira. A imagem direta é muito difícil, dado que as estrelas são tão brilhantes que sua luz afoga qualquer luz dos planetas circundantes. SPHERE foi projetado para suprimir otimamente a luz das estrelas, permitindo imagens e espectros de planetas circundantes. Até agora, a imagem direta é a única maneira de detectar planetas cuja distância da estrela hospedeira é grande – planetas, como o incomum HIP 65426b.