Pesquisa de astrônomos do Brasil e EUA com planeta extrassolar dá pistas sobre processo de formação planetária

(IAG) Astrônomos da Universidade de São Paulo e da Universidade do Texas realizaram a primeira detecção da assinatura espectral do núcleo rochoso de um planeta gasoso gigante. O estudo foi conduzido por Marcelo Tucci Maia, estudante de doutorado em Astronomia do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP, junto com Jorge Meléndez, professor na mesma instituição, e Iván Ramírez, pesquisador da Universidade do Texas em Austin.

A pesquisa utilizou técnicas de determinação de abundâncias químicas de altíssima precisão para comparar duas estrelas do sistema 16 Cyg, na constelação de Cisne. As estrelas 16 Cyg A e B são bastante parecidas, mas apenas a segunda possui um planeta detectado: o 16 Cyg Bb, identificado em 1995, é um planeta gigante gasoso, com cerca de 2,4 massas de Júpiter.

No novo estudo, os astrônomos descobriram que a estrela 16 Cyg B possui deficiência de diferentes elementos químicos em relação à 16 Cyg A. Como as duas estrelas foram formadas na mesma nuvem molecular, a diferença na composição química é explicada pela formação do planeta 16 Cyg Bb, que ocorreu no mesmo período. Esse material que está “faltando” na estrela 16 Cyg B teria sido aglutinado no núcleo rochoso do planeta.

O núcleo rochoso é considerado o primeiro passo para a formação de um planeta gasoso, segundo o modelo de acreção de núcleo. De acordo com esse modelo, um planeta gasoso se forma aglomerando partículas sólidas, com elementos como Ferro e Níquel, até atingir massa o suficiente para atrair e agregar seu envoltório de gás, principalmente Hidrogênio e Hélio.

A pesquisa ajuda a entender o processo de nascimento dos planetas extrassolares. “O resultado indica ainda que a formação de planetas gigantes gasosos e também de planetas rochosos, como a Terra, deixa uma assinatura espectral sutil na atmosfera das estrelas do sistema”, explicou Marcelo Tucci Maia.

As observações do sistema 16 Cyg foram feitas pelo CFHT (Canada France Hawaii Telescope). Dados de observação do Sol também foram utilizados como referência, já que a 16 Cyg B é uma gêmea solar. “É fascinante que nossa técnica nos permita medir diferenças tão pequenas na composição química das estrelas, e ainda é mais impressionante que essas pequenas anomalias químicas possam ser devidas à formação de planetas”, analisou Jorge Meléndez.

A pesquisa conta com apoio da CAPES e da FAPESP (2012/24392-2) e está detalhada em artigo publicado no periódico especializado Astrophysical Journal Letters.

High precision abundances in the 16 Cyg binary system: a signature of the rocky accretion core in the giant planet:
Tucci Maia, M., Melendez, J., Ramirez, I. 2014 ApJ 790 L25
http://iopscience.iop.org/2041-8205/790/2/L25/
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