Imagem do Hubble do anel em torno de Fomalhaut. Crédito de imagem: Hubble. Clique para ampliar.
A imagem de luz visível mais detalhada do Telescópio Espacial Hubble da NASA já tirada de um anel estreito e empoeirado ao redor da estrela próxima Fomalhaut (HD 216956), oferece as evidências mais fortes de que um planeta indisciplinado e invisível pode estar puxando gravitacionalmente o anel.
O Hubble mostra inequivocamente que o centro do anel está a 15 mil milhões de milhas (15 unidades astronômicas) de distância da estrela. Esta é uma distância igual a quase metade do nosso sistema solar. A explicação mais plausível, disseram os astrônomos, é que um planeta invisível que se move em uma órbita elíptica está remodelando o anel com sua força gravitacional. O anel geometricamente impressionante, inclinado obliquamente em direção à Terra, não teria um deslocamento tão grande se estivesse simplesmente sendo influenciado apenas pela gravidade de Fomalhaut.
Um deslocamento do centro do anel da estrela foi inferido a partir de observações anteriores e de comprimento de onda mais longo usando telescópios submilimétricos em Mauna Kea, Havaí, o Telescópio Espacial Spitzer, o Observilímetro Submilímetro da Caltech e aplicando modelagem teórica e premissas físicas. Agora, as imagens nítidas do Hubble revelam diretamente o deslocamento do anel em relação a Fomalhaut.
Essas novas observações fornecem fortes evidências de que pelo menos um objeto de massa planetária invisível está orbitando a estrela. O Hubble teria detectado um objeto maior que um planeta, como uma anã marrom. "Nossas novas imagens do Hubble confirmam as hipóteses anteriores de que um planeta estava perturbando o anel", disse Paul Kalas, da Universidade da Califórnia em Berkeley. O anel é semelhante ao Cinturão Kuiper do nosso sistema solar, um vasto reservatório de material gelado deixado pela formação de nossos planetas do sistema solar.
As observações oferecem insights sobre os anos de formação do nosso sistema solar, quando os planetas jogaram um jogo de demolição com os restos deixados pela formação de nossos planetas, espalhando gravitacionalmente muitos objetos pelo espaço. Algum material gelado pode ter colidido com os planetas internos do sistema solar, irrigando-os com água formada no sistema solar externo mais frio. Outros detritos podem ter viajado para fora, formando o Cinturão de Kuiper e a Nuvem de Oort, uma nuvem esférica de material ao redor do sistema solar.
Somente o Hubble tem a requintada resolução óptica para resolver que a borda interna do anel é mais nítida do que a borda externa, um sinal revelador de que um objeto está varrendo gravitacionalmente o material como um arado que limpa a neve. Outra assinatura clássica da influência de um planeta é a largura relativamente estreita do anel, cerca de 2,3 bilhões de milhas (25 unidades astronômicas). Sem um objeto para manter gravitacionalmente o material do anel, disseram os astrônomos, as partículas se espalhariam muito mais.
"O que vemos neste anel é semelhante ao que é visto nas imagens da sonda Cassini dos anéis estreitos de Saturno. Nessas imagens, as luas de Saturno estão "pastoreando" o material do anel e impedindo que o anel se espalhe ", disse Kalas.
O planeta suspeito pode estar orbitando longe de Fomalhaut, dentro da borda interna do anel de poeira, entre 4,7 bilhões e 6,5 bilhões de milhas (50 a 70 unidades astronômicas) da estrela. O anel fica a 133 bilhões de milhas (133 unidades astronômicas) de Fomalhaut, que está muito mais distante do que o nosso planeta mais externo, Plutão, está do Sol. Essas observações do Hubble não detectam o suposto planeta diretamente, então os astrônomos não podem medir sua massa. Em vez disso, eles conduzirão simulações de computador da dinâmica do anel para estimar a massa do planeta.
Kalas e os colaboradores James R. Graham, da Universidade da Califórnia em Berkeley, e Mark Clampin, do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, publicarão suas descobertas na edição de 23 de junho de 2005 da revista Nature.
Fomalhaut, uma estrela de 200 milhões de anos, é um mero bebê em comparação com o nosso próprio Sol de 4,5 bilhões de anos. Ele reside a 25 anos-luz de distância do Sol. Localizado na constelação Piscis Austrinus (o peixe do sul), o anel Fomalhaut é dez vezes mais antigo que os discos de detritos vistos anteriormente ao redor das estrelas AU Microscopii e Beta Pictoris, onde os planetas ainda podem estar se formando. Se nosso sistema solar é um exemplo, os planetas deveriam ter se formado em torno de Fomalhaut dentro de dezenas de milhões de anos após o nascimento da estrela.
As imagens do Hubble também oferecem um vislumbre da região planetária externa ao redor de uma estrela que não seja o nosso Sol. Muitos dos mais de 100 planetas detectados além do nosso sistema solar estão orbitando perto de suas estrelas. A maioria das técnicas atuais de detecção de planetas favorece a descoberta de planetas próximos de suas estrelas.
"O tamanho do anel de poeira de Fomalhaut sugere que nem todos os sistemas planetários se formam e evoluem da mesma maneira? arquiteturas planetárias podem ser bem diferentes de estrela para estrela ”, explicou Kalas. "Embora o anel de Fomalhaut seja análogo ao cinturão de Kuiper, seu diâmetro é quatro vezes maior que o do cinturão de Kuiper."
Os astrônomos usaram o coronagraph da Câmera Avançada para Pesquisas (ACS) a bordo do Hubble para bloquear a luz da estrela brilhante, para que pudessem ver detalhes no anel fraco.
"O coronagraph da ACS oferece alto contraste, permitindo ver a estrutura do anel contra o brilho extremamente brilhante de Fomalhaut", disse Clampin. “Atualmente, é impossível fazer essa observação em comprimentos de onda visíveis sem o Telescópio Espacial Hubble. O fato de termos sido capazes de detectá-lo com o Hubble foi inesperado, mas impressionante. ”
Kalas e seus colaboradores usaram o Hubble durante um período de cinco meses em 2004? 17 de maio, 2 de agosto e 27 de outubro? para mapear a estrutura do anel. Um lado do anel ainda não foi fotografado porque se estendia além do campo de visão da câmera ACS. Os astrônomos usarão o Hubble novamente neste verão para mapear todo o anel. Eles esperam que os dados adicionais do Hubble revelem se o anel possui ou não lacunas, que poderiam ter sido escavadas pela influência gravitacional de um corpo invisível. As exposições mais longas e profundas também podem mostrar se o anel tem um diâmetro ainda maior do que o atualmente visto. Além disso, os astrônomos medirão as cores do anel para determinar suas propriedades físicas, incluindo sua composição.
Mapas anteriores de emissão térmica de Fomalhaut mostraram que um lado do anel é mais quente que o outro, implicando que o anel está fora do centro em cerca de metade da distância medida pelo Hubble. Essa diferença pode ser explicada pelo fato de que as imagens ACS do Hubble da estrutura do anel são 100 vezes mais nítidas que as observações de comprimento de onda mais longas e, portanto, produzem um resultado muito mais preciso. Ou a discrepância pode sugerir que o tamanho do anel parece diferente em outros comprimentos de onda.
O anel de poeira de Fomalhaut foi descoberto em 1983 em observações feitas pelo Satélite Astronômico Infravermelho da NASA (IRAS). O sistema é um alvo atraente para futuros telescópios, como o Telescópio Espacial James Webb e o Localizador de Planetas Terrestres, disse Kalas.
Fonte original: Hubble News Release
