Um novo vídeo compartilhado no YouTube é uma das coisas mais incríveis que já vimos na ciência planetária.
O vídeo mostra quatro pontos de luz movendo-se em círculos parcialmente concêntricos em torno de um disco preto em seu centro. O que você realmente vê é um sistema planetário.
Os quatro pontos são exoplanetas, com o disco preto obscurecendo sua estrela, que está a 133,3 anos-luz da Terra. Os círculos são seus movimentos orbitais, um lapso de tempo compilado a partir de 12 anos de observações.
A estrela é HR8799 e Em 2008 Seus exoplanetas formaram o primeiro sistema (não foi o primeiro exoplaneta 2M1207b em 2004) os astrônomos já tinham visto diretamente.
Tem sido avidamente observado desde então pelo astrônomo Jason Wang, da Northwestern University. Ele juntou essas observações em um lapso de tempo – não por razões científicas, apenas porque é incrível.
“Geralmente é difícil ver planetas em órbita,” diz Wang.
“Não é óbvio, por exemplo Júpiter ou Marte orbitam nosso sol porque vivemos no mesmo sistema e não temos uma visão superior. Eventos astronômicos acontecem muito rápido ou muito devagar para serem capturados em filme.
“Mas este vídeo mostra planetas se movendo na escala de tempo humana. Espero que isso permita que as pessoas desfrutem de algo maravilhoso.”
A contagem atual de exoplanetas confirmados – são planetas extrassolares ou planetas fora do sistema solar – números mais de 5.200mas nunca vimos a maioria deles.
Os astrônomos encontram exoplanetas principalmente por meio de métodos indiretos, estudando o efeito que o exoplaneta tem na estrela hospedeira. Quedas fracas e regulares na luz da estrela indicam um exoplaneta em órbita passando entre nós e a estrela; mudanças fracas no comprimento de onda da luz da estrela indicam a interação gravitacional entre o exoplaneta e a estrela.
A razão para isso é que é extremamente difícil ver um exoplaneta diretamente. Eles são muito pequenos e muito fracos em comparação com sua estrela hospedeira; Qualquer luz que eles emitem ou refletem é geralmente engolida pela luz resplandecente da estrela.
No entanto, de vez em quando temos sorte. Os exoplanetas são grandes e suficientemente separados de sua estrela, e o sistema é orientado para que possamos vê-los como pequenos companheiros quando a luz da estrela é bloqueada ou obscurecida (daí o HR8799 aparecer como um disco preto). brilhante.
Ainda mais raramente eles são vistos realizando suas complexas pavanas planetárias, simplesmente porque as escalas de tempo das órbitas envolvidas são muito mais longas do que o tempo desde que os cientistas descobriram diretamente o primeiro exoplaneta.
Mas Wang e sua equipe agora têm dados observacionais suficientes do HR8799 para um lapso de tempo mostrando órbitas parciais, e ele juntou tudo isso.
“Não há nada cientificamente a ser obtido ao observar os sistemas orbitais em um vídeo com lapso de tempo, mas ajuda outras pessoas a entender o que estamos estudando”. diz Wang.
“Pode ser difícil explicar as nuances da ciência em palavras. Mas mostrar a ciência em ação ajuda os outros a entender sua importância.”
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As observações foram coletadas usando o Observatório WM-Keck, e Wang aplicou óptica adaptativa para corrigir o efeito de distorção da atmosfera da Terra.
O lapso de tempo também foi processado para corrigir os saltos no tempo entre os dados que mostram as órbitas suaves dos quatro exoplanetas.
A observação de 12 anos foi acelerada para apenas 4,5 segundos.
Aqui está o que você vê. O círculo preto no centro é a jovem estrela de 30 milhões de anos, cerca de 1,5 vezes a massa do Sol e 4,9 vezes seu brilho.
O exoplaneta mais interno é HR8799e, com uma massa de 7,4 Júpiteres, orbitando a uma distância de 16,25 vezes a distância entre a Terra e o Sol, ou unidades astronômicas, por um período orbital de 45 anos. Os cientistas foram capazes de analisar a luz deste exoplaneta para determinar que é um tempestade rasgada bebê gigante gasoso.
Movendo-se para fora, HR8799d tem a massa de 9,1 Júpiteres e orbita a 26,67 unidades astronômicas por um período orbital de 100 anos.
HR8799c tem uma massa de 7,8 Júpiteres e orbita a uma distância de 41,4 unidades astronômicas (um pouco mais longe do que a distância entre o Sol e Plutão) por um período orbital de 190 anos. Tem água em sua atmosfera, Os cientistas descobriram.
Finalmente, HR8799b atinge 5,7 Júpiter, uma distância de 71,6 unidades astronômicas e um período orbital de 460 anos.
Mas estamos longe de terminar com o sistema HR8799.
Embora o lapso de tempo em si possa não ser cientificamente perspicaz, de acordo com Wang, a coleta de dados de Keck é segura.
Um artigo publicado em dezembro do ano passado descobriram a possível existência de um quinto exoplaneta, menor e mais próximo da estrela do que seus irmãos. Estima-se que o candidato tenha 4 a 7 vezes a massa de Júpiter e o orbite a uma distância entre 4 e 5 unidades astronômicas, tornando mais difícil detectá-lo diretamente.
E Wang e seus colegas estão trabalhando duro para analisar a luz do sistema. Eles esperam obter informações detalhadas sobre a composição não apenas da estrela, mas também dos mundos ao seu redor.
“Na astrofísica, na maioria das vezes estamos fazendo análise de dados ou testando hipóteses”, diz Wang.
“Mas essa é a parte divertida da ciência. É inspiradora.”