Crédito de imagem: NASA
Uma equipe de astrônomos pesou um grupo de planetas orbitando um pulsar medindo com precisão suas órbitas. O que é incomum é que o espaçamento entre os planetas coincide quase exatamente com o espaçamento de Mercúrio, Vênus e Terra - tornando esse sistema bizarro o mais semelhante ao nosso próprio Sistema Solar até agora descoberto. O pulsar, 1257 + 12, foi descoberto há 13 anos usando o radiotelescópio Arecibo.
Pela primeira vez, os planetas que orbitam um pulsar foram "pesados" medindo com precisão variações no tempo que leva para concluir uma órbita, de acordo com uma equipe de astrônomos do Instituto de Tecnologia da Califórnia e da Universidade Estadual da Pensilvânia.
Relatando na reunião de verão da Sociedade Astronômica Americana, o pesquisador de pós-doutorado da Caltech, Maciej Konacki, e o professor de astronomia da Penn State, Alex Wolszczan, anunciaram hoje que massas de dois dos três planetas conhecidos que orbitam um pulsar em rotação rápida a 1.500 anos-luz de distância na constelação de Virgem foram medido com sucesso. Os planetas são 4,3 e 3,0 vezes a massa da Terra, com um erro de 5%.
Os dois planetas medidos estão quase no mesmo plano orbital. Se o terceiro planeta é co-plano com os outros dois, é cerca de duas vezes a massa da lua. Esses resultados fornecem evidências convincentes de que os planetas devem ter evoluído de um disco de matéria ao redor do pulsar, de maneira semelhante à prevista para planetas em torno de estrelas semelhantes ao sol, dizem os pesquisadores.
Os três planetas pulsares, com suas órbitas espaçadas em uma proporção quase exata aos espaçamentos entre Mercúrio, Vênus e Terra, compreendem um sistema planetário que é surpreendentemente semelhante em aparência ao sistema solar interno. Eles são claramente os precursores de quaisquer planetas parecidos com a Terra que possam ser descobertos em torno de estrelas próximas do sol pelos interferômetros espaciais futuros, como a Missão de Interferometria Espacial ou o Localizador de Planetas Terrestres.
"Surpreendentemente, o sistema planetário em torno do pulsar 1257 + 12 se assemelha ao nosso próprio sistema solar mais do que qualquer sistema planetário extra-solar descoberto em torno de uma estrela parecida com o sol", disse Konacki. "Isso sugere que a formação do planeta é mais universal do que o previsto."
Os primeiros planetas que orbitam uma estrela que não seja o sol foram descobertos por Wolszczan e Frail em torno de uma antiga estrela de nêutrons em rápida rotação, PSR B1257 + 12, durante uma grande busca por pulsares realizados em 1990 com o gigantesco radiotelescópio Arecibo de 305 metros. As estrelas de nêutrons são frequentemente observáveis como pulsares de rádio, porque se revelam como fontes de emissões de rádio altamente periódicas e semelhantes a pulsos. São sobras extremamente compactas e densas de explosões de supernovas que marcam a morte de estrelas massivas e normais.
A precisão requintada dos pulsares de milissegundos oferece uma oportunidade única de procurar planetas e até grandes asteróides que orbitam o pulsar. Essa abordagem de "tempo pulsar" é análoga ao conhecido efeito Doppler, tão usado com sucesso por astrônomos ópticos para identificar planetas em torno de estrelas próximas. Essencialmente, o objeto em órbita induz movimento reflexo ao pulsar, o que resulta em perturbar os tempos de chegada dos pulsos. No entanto, assim como o método Doppler, o método de sincronismo pulsar é sensível a movimentos estelares ao longo da linha de visão, o sincronismo pulsar só pode detectar variações no tempo de chegada de pulso causadas por um pulsar oscilando ao longo da mesma linha. A conseqüência dessa limitação é que só se pode medir uma projeção do movimento planetário na linha de visão e não se pode determinar o tamanho real da órbita.
Logo após a descoberta dos planetas em torno do PSR 1257 + 12, os astrônomos perceberam que os dois mais pesados devem interagir gravitacionalmente de uma maneira mensurável, devido a uma comensurabilidade quase 3: 2 dos seus períodos orbitais de 66,5 e 98,2 dias. Como a magnitude e o padrão exato de perturbações resultantes dessa condição de quase ressonância dependem de uma orientação mútua das órbitas planetárias e das massas planetárias, é possível, em princípio, extrair essas informações de observações precisas de tempo.
Wolszczan mostrou a viabilidade dessa abordagem em 1994, demonstrando a presença do efeito de perturbação previsto no tempo do pulsar do planeta. De fato, foi a primeira observação desse efeito além do sistema solar, em que ressonâncias entre planetas e satélites planetários são comumente observadas. Nos últimos anos, os astrônomos também detectaram exemplos de interações gravitacionais entre planetas gigantes em torno de estrelas normais.
Konacki e Wolszczan aplicaram a técnica de interação de ressonância às observações de tempo de precisão de microssegundos do PSR B1257 + 12, feitas entre 1990 e 2003, com o radiotelescópio gigante de Arecibo. Em um artigo publicado no Astrophysical Journal Letters, eles demonstram que a assinatura de perturbação planetária detectável nos dados de tempo é grande o suficiente para obter estimativas surpreendentemente precisas das massas dos dois planetas que orbitam o pulsar.
As medições realizadas por Konacki e Wolszczan removem a possibilidade de que os planetas pulsares sejam muito mais massivos, o que seria o caso se suas órbitas fossem orientadas mais "face a face" em relação ao céu. De fato, esses resultados representam a primeira identificação inequívoca de planetas do tamanho da Terra criados a partir de um disco protoplanetário além do sistema solar.
Wolszczan disse: "Essa descoberta e a impressionante semelhança entre a aparência do sistema pulsar e o sistema solar interno fornecem uma orientação importante para o planejamento de futuras pesquisas de planetas semelhantes à Terra em torno de estrelas próximas".
Fonte original: Comunicado de imprensa Caltech
