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Outros Sistemas Planetários?

   

Existem planetas orbitando outras estrelas além do nosso sistema solar? Nós não sabemos ao certo, mas com a recente descoberta sobre 51 Pegasi, 70 Virginis e 47 Ursae Majoris o peso da evidência é agora tão forte que somente um "advogado do diabo" nega as conclusões. Aqui está algumas coisas que nós sabemos (isto está incompleto; por favor veja as referências abaixo para obter mais informações):

Fatos

  • Três pequenos corpos foram encontrados em órbita do pulsar PSR 1257+12. Eles foram batizados de "PSR1257+12 A, ..B, and ..C". Um é do tamanho aproximado da Lua, os outros dois têm cerca de 2 a 3 vezes a massa da Terra.

    Eles foram descobertos pela medição da variação na velocidade de pulsação do pulsar que pode ser intrerpretado como os efeitos gravitacionais de três pequenos planetas. A observação original foi confirmada mas, é claro, nenhuma imagem direta foi feita -- isto está além da capacidade dos nossos melhores telescópios.

    Acredita-se que estes planetas foram formados após a supernova que produziu o pulsar. Os planetas atuais teriam estado originalmente dentro do envelope da estrela-mãe e então não teriam muita chance de sobreviver à explosão da supernova, e não teriam permanecido em órbitas circulares após a explosão.

    Algumas décadas de dados cronometrados do pulsar PSR 0329+54 (PKS B0329+54) feito por Tatiana Shabanova (Instituto de Física Lebedev) mostra evidências de um planeta com um período de 16,9 anos e massa >= 2 massas da Terra.

    Mas, enquanto essas evidências são muito boas, elas não são realmente o que estávamos procurando quando falamos de 'sistemas solares'.  

  • É conhecido desde 1983 que a estrela Beta Pictoris é rodeada por um disco de gás e poeira. O espectro da Beta Pictoris mostra características de absorção que se acredita atualmente ser devido a nuvens de gás tipo cometárias ocultando a estrela dos fragmentos deixados pela formação planetária. Embora isto esteja longe de ser comprovado, acredita-se que alguns planetas já tenham se formado em torno da Beta Pictoris.

    O HST observou a Beta Pictoris (direita) e encontrou o disco que é significativamente mais fino que se pensava anteriormente. Estimativas baseadas na imagem do Hubble determinaram que a espessura do disco não tem mais do que um bilhão de milhas (1.600 milhões de quilômetros), ou cerca de 1/4 da estimativa anterior a partir de observações da Terra. O disco está quase totalmente de lado em relação à Terra. Já que a poeira tem tempo suficiente para se assentar no plano, o disco pode ser mais antigo que as estimativas anterirores.Um fino disco também aumenta a probabilidade de que corpos maiores ou do tamanho de cometas tenham se formado através do acúmulo de gás e poeira do disco. Acredita-se que ambas as condições foram características de um disco estelar hipotético em torno do nosso Sol, que foi o precursor da fase de criação dos planetas no nosso Sistema Solar, de acordo com a teoria atual.

    Observações mais recentes do HST mostraram que o disco está levemente distorcido como seria esperado pela influência gravitacional de um planeta. Isto foi confirmado pelas observações na ESO.  

  • Observações recentes nos comprimentos de onda de radio em uma nuvem de gás conhecida como Bok Globule B335 produziram imagens de material colapsando em uma estrela recém-nascida (somente cerca de 150.000 anos de idade). Estas observações estão ajudando a entender como estrelas e planetas são formados. Os fenômenos observados batem com a teoria de formação do sistema solar -- isto é, uma grande nuvem de gás colapsou para formar uma estrela com a companhia de um disco estelar no qual, ao longo do tempo, planetas foram sendo criados a partir da matéria no disco e orbitaram o Sol.
  • O satélite IRAS achou que Vega tinha muita emissão infravermelha, e que isto tinhas sido atribuído à uma concha de poeira (com uma massa de talvez a lua da Terra). 
     
  • Observações na vizinha estrela de Barnard pareciam evidenciar efeitos gravitacionais de planetas mas agora elas são consideradas erradas.
     
  • A estrela Gl229 parece conter um objeto com 20 vezes a massa de Júpiter orbitando a uma distância de 44 AU. Um objeto grande deste é provavelmente uma anã-marrom ao invés de um planeta.
  • O que pode ser a primeira descoberta de um planeta orbitando uma estrela normal, tipo Sol, diferente da nossa própria estrela foi anunciada por astrônomos que estudavam a 51 Pegasi, uma estrela de tipo espectral G2V-3 distante 42 anos-luz da Terra. Em uma recente conferência em Florença, Itália, Michel Mayor e Didier Queloz do Observatório de Genebra explicaram que eles observaram a 51 Pegasi com um espectrógrafo de alta-resolução e encontraram que a velocidade da linha de observação da estrela mudava em quase 70 metros por segundo a cada 4,2 dias. Se isto é devido ao movimento orbital, estes números sugerem que o planeta se encontra somente 7 milhões de quilômetros de 51 Pegasi -- muito mais perto que Mercúrio está do Sol -- e que o planeta tem uma massa de pelo menos metade da de Júpiter. Estas características físicas dependem da hipótese de que nossa linha de observação está próxima ao plano orbital do planeta. Entretando, outras evidências sugerem que isto é um bom caminho. Um mundo somente a 7 milhões de quilômetros de uma estrela como a 51 Pegasi deveria ter uma temperatura de aproxiamdamente 1.000 graus Celsius, muito próximo da ignição. Ele foi inicialmente imaginado como podendo ser um corpo sólido como um grande Mercúrio mas agora parece ser mais como um "Júpiter quente", um planeta gasoso formado muito perto de sua estrela.

    Estas observações foram confirmadas por vários outros observadores independentes. A há evidências de um segundo planeta mais longe que ainda não foi confirmado.

    [ A 51 Pegasi de magnitude 5,5 é facilmente visível com binóculos, alto no céu noturno, entre Alpha e Beta Pegasi, o par ocidental de estrelas no Grande Quadrado de Pegasus. O equinócio-2000 da estrela está nas coordenadas R.A. 22 horas 57 minutos, Dec. +20 graus 46 minutos. ]  

  • Em 7 Jan 1996 Geoffrey Marcy e Paul Butler anunciaram a descoberta de planetas orbitando as estrelas 70 Virginis e 47 Ursae Majoris. 70 Vir é uma estrela G5V (seqência principal) cerca de 78 anos-luz da Terra; 47 UMa é uma estrela G0V cerca de 44 anos-luz da Terra. Elas foram descobertas usando a mesma técnica de deslocamento doppler que encontrou o planeta orbitando 51 Pegasi.

    O planeta ao redor de 70 Vir orbita a estrela em uma órbita alongada, excêntrica a cada 116 dias e tem uma massa cerca de 9 vezes maior que a de Júpiter. Usando fórmulas padrão que equilibram a luz solar absorvida e o calor irradiado, Marcy e Butler calcularam a temperatura do planeta em cerca de 85 graus Celsius (185 graus Fahrenheit), frio o suficiente para permitir água e complexas moléculas orgânicas existir. A estrela 70 Vir é praticamente idêntica ao Sul, embora algumas centenas de graus mais frio e talvez três bilhões de anos mais velha.

    O planeta ao redor de 47 UMa foi descoberto após a análise de oito anos de observaçõen no Observatório Lick. Seu período é um pouco maior que três anos (1100 dias), sua massa é cerca de três vezes a de Júpiter, e seu raio orbital é cerca de duas vezes a distância da Terra até o Sol. Este planeta também provavelmente tem uma região em sua atmosfera onde a temperatura permitiria a existência de água no estado líquido.  

  • Em Abril de 1996, Drs. Marcy e Butler descobriram ainda outro planeta desta vez ao redor da estrela HR3522 (também chamada de Rho 1 Cancri, 55 Cancri) cerca de 45 anos-luz da Terra. Estima-se que o planeta tenha 0,8 da massa de Júpiter. É provável que muitos outros planetas irão aparecer no conjunto inicial de 120 estrelas que eles monitoraram. 
     
  • Several more extra-solar planets have now been discovered by the Butler/Marcy method. It seems likely that there are a very large number of such planets out there. 
     
  • Outros planetas extra-solares foram descobertos orbitando 16 Cygni B. Mas diferente de todos os outros anteriormente conhecidos este tem um excentricidade orbital muito grande (0,6); sua órbita o leva de uma pequena distância de 0,6 AU de sua estrela até 2,7 AU. Isto põe em questão muitas teorias da formação planetária. 
     
  • Detectar planetas extra-solares diretamente é muito difícil. Mesmo o Hubble Space Telescope não estaria apto a fotografar planetas com os tamanhos esperados e suas distâncias em relação aos seus sóis.

    O que o HST encontrou foram discos de matéria ao redor de estrelas vistos em perfil contra a Nebulosa de Orion (chamada 'proplyds', do inglês 'proto-planetary disks' - discos proto-planetários (direita). Esta é uma grande evidência de quão comum são estes objetos, mas a escala é de uma certa maneira muito pequena para dizer algo sobre haver planetas lá. Mais imagens detalhadas do HST estão disponíveis também.  

  • Apesar disso. poderia ser possível detectar a radiação infravermelha de planetas muito grandes (do tamanho de Júpiter ou maiores) em algumas circunstâncias.
  • Por um golpe de sorte, o HST obteve uma imagem do que parece ser um planeta escapando de um sistema binário. Veja o anúncio de 28 de Maio de 1998. Se isto for confirmado, a existência de planetas extra-solares será inegável.

Mais sobre outros sistemas planetários

Questões em Aberto

  • É provável que mais sistemas planetários serão descobertos usando o método que encontrou 51 Pegasi, 70 Virginis e 47 Ursae Majoris. Tempos excitantes pela frente!
  • O sistema planetário 51 Pegasi é totalmente diferente de nosso sistema solar. Mas os sistemas 70 Virginis e 47 Ursae Majoris parecem ser mais "normaisl". Com alguns sistemas planetários conhecidos agora é possível fazer declarações genéricas e melhorar as teorias de teste da formação planetária.
  • Nenhum dos planetas extra-solares descobertos parece de longe com a Terra, como era de se esperar dado os métodos atuais. Como podemos obter mais evidências sobre planetas extra-solares como a Terra? Será que o programa ExNPS será custeado?
  • Como é que existe um planeta com tão grande excentricidade?
  • [resumo do texto acima pelo Dr. Fraknoi]: O interesse entre os astrônomos na detecção de planetas extra-solares está acelerando com a crescente conscientização que logo isto pode ser tecnicamente factível. A renascença em andamento na cnstrução de telescópios e os lançamentos antecipados de novas plataformas espaciais estão encorajando muitos cientistas a rever e melhorar os métodos pelos quais planetas podem ser descobertos. A detecção direta da luz de um planeta distante poderia ser o mais convincente método de descobrir e medir a possibilidade de várias estratégias de busca, os astrônomos têm usado Júpiter com um planeta de comparação. Entretanto, em princípio, os planetas extra-solares gigantes (extra-solar giant planets - EGPs) podem ter uma grande variação de massas e, portanto, podem ser significativamente mais brilhantes que Júpiter. Além disto, a massa máxima que um planeta pode ter não é conhecida a priori, e observações serão necessárias para determinar isto. Nós prevemos os fluxos óticos e infravermelhos dos EGPs que a busca nos próximos anos podem revelar.

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Copyright © 1994-2014 by William A. Arnett; última atualização: 02/10/2010


Traduzido por Luis Gustavo Gabriel