Chandra vê, pela primeira vez, em raios-X, planeta em trânsito

2013-07-30

A imagem principal é uma ilustração que mostra o sistema HD 189733, contendo uma estrela semelhante ao Sol que tem em órbita HD 189733b, um exoplaneta do tamanho de Júpiter, o primeiro exoplaneta apanhado em trânsito em raios-X. A inserção contém a imagem de HD 189733 obtida pelo Chandra: ao meio fica a estrela principal, com a sua fraca estrela companheira à direita, ligeiramente para baixo; na parte inferior da imagem vê-se um objecto de fundo não contido no sistema HD 189733. Crédito: X-ray: NASA/CXC/SAO/K. Poppenhaeger et al; Illustration: NASA/CXC/M. Weiss.
Pela primeira vez, desde que os exoplanetas
planeta extra-solar
Um planeta extra-solar é um planeta que não orbita o nosso Sol.
foram descobertos, há quase 20 anos, as observações em raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
detectaram um exoplaneta a passar à frente da sua estrela-mãe.

O alinhamento favorável de um planeta
planeta
Um planeta é um objecto que se forma no disco que circunda uma estrela em formação e cuja massa é superior à de Plutão (1/500 da massa da Terra) e inferior a 10 vezes a massa de Júpiter. Ao contrário das estrelas, os planetas não produzem luz, apenas reflectem a luz da estrela que orbitam.
com a sua estrela-mãe no sistema HD 189733, a 63 anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
da Terra, permitiu ao Observatório Chandra
Chandra X-ray Observatory
O observatório de raios-X Chandra, lançado em 1999, faz parte do projecto dos Grandes Observatórios Espaciais da NASA. O seu nome homenageia Subrahmanyan Chandrasekhar, Prémio Nobel da Física em 1983. O Chandra detecta fontes de raios-X a milhares de milhões de anos-luz de nós. Observar em raios-X é a única forma de observar matéria muito quente, a milhões de graus Célsius. O Chandra detecta raios-X de regiões de alta energia, como por exemplo remanescentes de supernovas.
de Raios-X, da NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
, e ao Observatório XMM
X-ray Spectroscopy Multi-Mirror Mission (XMM-Newton)
Satélite de raios-X da Agência Espacial Europeia colocado em órbita no dia 10 de Dezembro de 1999, com a ajuda de um foguetão Ariane 5. Este satélite é o segundo de uma série de missões no âmbito do programa espacial europeu de longo termo Horizon 2000.
Newton, da Agência Espacial Europeia
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
, observarem uma queda na intensidade dos raios-X à medida que o planeta transitava diante da estrela
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
.

"Milhares de candidatos a planetas foram vistos em trânsito
trânsito
Designa-se por trânsito a passagem de um objecto astronómico à frente do disco de um objecto maior e mais longínquo. Por exemplo, o trânsito de Vénus diante do Sol.
apenas em luz óptica", disse Katja Poppenhaeger, do CfA (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), em Cambridge, Massachusetts, que liderou um novo estudo que será publicado na edição de 10 de Agosto do The Astrophysical Journal. "Podermos finalmente fazer o estudo de um trânsito em raios-X é importante, porque revela novas informações sobre as propriedades de um exoplaneta."

A equipa usou o Chandra para observar seis trânsitos e, para um deles, usou também dados de observações do XMM Newton.

O planeta, conhecido como HD 189733b, é um Júpiter
Júpiter
Júpiter é o quinto planeta mais próximo do Sol. Com um diâmetro cerca de 11 vezes maior do que a Terra e uma massa mais de 300 vezes superior, é o maior planeta do Sistema Solar e o primeiro dos planetas gigantes gasosos.
quente, o que significa que é semelhante em tamanho a Júpiter do nosso Sistema Solar
Sistema Solar
O Sistema Solar é constituído pelo Sol e por todos os objectos que lhe estão gravitacionalmente ligados: planetas e suas luas, asteróides, cometas, material interplanetário.
mas com uma órbita
órbita
A órbita de um corpo em movimento é a trajectória que o corpo percorre no espaço.
mais próxima à sua estrela. A distância de HD 189733b à sua estrela é inferior em mais de 30 vezes à distância da Terra ao Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
. A sua órbita é de 2,2 dias.

HD 189733b é o Júpiter quente mais próximo da Terra, o que o torna um alvo preferencial para os astrónomos que querem saber mais sobre este tipo de exoplanetas e sobre a atmosfera
atmosfera
1- Camada gasosa que envolva um planeta ou uma estrela. No caso das estrelas, entende-se por atmosfera as suas camadas mais exteriores. 2- A atmosfera (atm) é uma unidade de pressão equivalente a 101 325 Pa.
que os rodeia. Os astrónomos usaram o telescópio espacial Kepler, da NASA, para estudarem HD 189733b em comprimentos de onda
comprimento de onda
Designa-se por comprimento de onda a distância entre dois pontos sucessivos de amplitude máxima (ou mínima) de uma onda.
ópticos, e também o telescópio espacial Hubble
Hubble Space Telescope (HST)
O Telescópio Espacial Hubble é um telescópio espacial que foi colocado em órbita da Terra em 1990 pela NASA, em colaboração com a ESA. A sua posição acima da atmosfera terrestre permite-lhe observar os objectos astronómicos com uma qualidade ímpar.
para confirmarem se o planeta é de cor azul, como resultado da dispersão preferencial da luz azul por partículas de silicato na sua atmosfera.

O estudo com Chandra e com o XMM Newton revelou pistas para o tamanho da atmosfera do planeta. A sonda viu a luz a diminuir durante os trânsitos. A diminuição da luz de raios-X foi três vezes superior à correspondente diminuição da luz visível
radiação visível
A radiação visível é a região do espectro electromagnético que os nossos olhos detectam, compreendida entre os comprimentos de onda de 350 e 700 nm (frequências entre 4,3 e 7,5x1014Hz). Os nossos olhos distinguem luz visível de frequências diferentes, desde a luz violeta (radiação com comprimentos de onda ~ 400 nm), até à luz vermelha (com comprimentos de onda ~ 700 nm), passando pelo azul, anil, verde, amarelo e laranja.
.

"Os dados de raios-X sugerem que há grandes camadas da atmosfera do planeta que são transparentes à luz visível, mas opacas aos raios-X", disse o co-autor Jurgen Schmitt, do Observatório de Hamburgo, Alemanha. "No entanto, precisamos de mais dados para confirmar esta ideia."

Os investigadores também estão a tentar compreender de que forma o planeta e a estrela podem afectar-se mutuamente.

Os astrónomos sabem há cerca de uma década que as radiações ultravioleta
ultravioleta
O ultravioleta á a banda do espectro electromagnético que cobre a gama de comprimentos de onda entre os 91,2 e os 350 nanómetros. Esta radiação é largamente bloqueada pela atmosfera terrestre.
e de raios-X da estrela principal em HD 189733 estão a evaporar a atmosfera do planeta ao longo do tempo. Os autores estimam que esta esteja a perder de 100 a 600 milhões de quilogramas de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
por segundo. A atmosfera de HD 189733b parece estar a contrair-se 25% a 65% mais depressa do que estaria se fosse menor.

"A atmosfera alargada deste planeta faz dele um maior alvo para a radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
de alta energia da sua estrela e, por isso, ocorre mais evaporação", disse o co-autor Scott Wolk, também do CfA.

A estrela principal em HD 189733 tem um companheiro vermelho, fraco, detectado pela primeira vez em raios-X pelo Chandra. As estrelas formaram-se provavelmente ao mesmo tempo, mas a estrela principal parece ser de 3 mil milhões a 3 mil milhões e meio de anos mais jovem que a estrela companheira, porque gira mais depressa, apresenta níveis mais elevados de actividade magnética e é cerca de 30 vezes mais brilhante em raios-X.

"Esta estrela não está a comportar-se de acordo com a sua idade e a explicação pode ser ter um grande planeta como companheiro", disse Poppenhaeger. "É possível que este Júpiter quente esteja a manter a rotação da estrela e a alta actividade magnética devido à força das marés, fazendo com que ela se comporte, de certa forma, como uma estrela muito mais jovem."

Fonte da notícia: http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/exoplanet-HD189733b.html#.UffkllMd7fa