Um planeta gigante gasoso além do Sol que oscila enquanto orbita sua estrela, sugerindo aos astrônomos que é orbitado por sua própria lua. Para tornar esta suspeita descoberta ainda mais notável, se esta lua existir, seria absolutamente massiva, comparável a cerca de metade da massa de Júpiter. Isso a tornaria milhares de vezes mais massiva do que qualquer lua orbitando um plano do sistema solar – tão massiva que poderia fazer os astrônomos reconsiderarem o que constitui uma lua.
O planeta extra-solar, ou “exoplaneta,” suspeito de hospedar esta tremenda exolua é HD 206893 B, um gigante gasoso com 28 vezes a massa de Júpiterque orbita uma estrela jovem localizada a cerca de 133 anos-luz da Terra. A equipe por trás desta pesquisa detectou sinais da potencial exolua enquanto investigava HD 206893 B com o instrumento GRAVITY no Telescópio muito grande (VLT) localizado na região desértica do Atacama, no norte do Chile.
“O que descobrimos é que HD 206893 B não segue apenas uma órbita suave em torno de sua estrela. Além desse movimento, ele mostra uma pequena, mas mensurável, ‘oscilação’ para frente e para trás. A oscilação tem um período de cerca de nove meses e um tamanho comparável à distância Terra-Lua”, disse o líder da equipe e astrônomo da Universidade de Cambridge, Quentin Kral, ao Space.com. “Este tipo de sinal é exactamente o que esperaríamos se o objecto estivesse a ser puxado por uma companheira invisível, como uma grande lua, tornando este sistema um candidato particularmente intrigante para acolher uma exolua.”
O instrumento GRAVITY permitiu à equipa utilizar uma técnica chamada astrometria, que mede com precisão as posições das estrelas e de outros corpos astronómicos ao longo do tempo. Isto permite aos astrónomos detectar pequenas aberrações em movimento que são o resultado de um “puxão” gravitacional de um corpo invisível.
“Esta técnica já foi usada para medir as órbitas longas e lentas de exoplanetas massivos e anãs marrons, onde observações com intervalos de anos são suficientes”, disse Kral. “No nosso estudo, levamos esta abordagem muito mais longe, monitorizando o objeto em escalas de tempo muito mais curtas, de dias a meses. O que descobrimos é que HD 206893 B não segue apenas uma órbita suave em torno da sua estrela. Além desse movimento, mostra uma pequena mas mensurável ‘oscilação’ de vaivém.”
O resultado desta investigação foi a inferência de um corpo companheiro orbitando HD 206893 B uma vez a cada nove meses, a uma distância de cerca de um quinto da distância entre a Terra e o Sol. A órbita desta exolua potencial está inclinada em cerca de 60 graus em relação ao plano orbital do seu planeta-mãe, indicando potencialmente que algum tipo de interação perturbou este sistema em algum momento da sua história.
Claro, o que seria realmente extraordinário nesta exolua, se confirmada, é a sua massa absolutamente tremenda, cerca de 40% da massa de Júpiter, ou cerca de nove vezes a massa do gigante gelado. Netuno! Isso é tão grande que poderia questionar a definição da palavra “lua”.
“No nosso sistema solar, a lua mais massiva é Ganimedesque ainda é extremamente pequeno comparado ao que estamos inferindo aqui. Ganimedes é milhares de vezes menos massivo que Netuno, então há uma enorme lacuna de massa entre as maiores luas que conhecemos e este potencial candidato a exolua”, disse Kral.
“Isso naturalmente levanta a questão de saber se tal objeto deveria ser chamado de lua. Nessas massas, a distinção entre uma lua massiva e uma companheira de massa muito baixa torna-se confusa. No entanto, não existe atualmente uma definição oficial de exolua e, na prática, os astrônomos geralmente se referem a qualquer objeto orbitando um planeta ou companheiro subestelar como uma lua.”
Embora os astrónomos acreditem que várias exoluas tenham sido detectadas no passado, todas estas possíveis detecções têm sido controversas. Assim, a equipe espera que a exolua de HD 206893 B possa ser a primeira a ser oficialmente confirmada.
“As exoluas são difíceis de detectar porque produzem sinais extremamente pequenos em comparação com os dos planetas, e esses sinais dependem muito da técnica de observação e da geometria do sistema”, explicou Kral.
O método mais bem sucedido de detecção de exoplanetas até agora tem sido o método de trânsito, que mede a queda na luz causada quando um planeta atravessa, ou “trânsito”, a face da sua estrela-mãe.
No entanto, esta técnica não teve tanto sucesso na detecção de exoluas.
“O método de trânsito – que tem sido a técnica mais bem sucedida para encontrar exoplanetas – pode, em princípio, detectar luas comparáveis em tamanho às maiores luas de Júpiter. No entanto, é mais sensível a planetas que orbitam muito perto das suas estrelas, e estudos teóricos sugerem que é improvável que tais planetas próximos retenham grandes luas durante longos períodos de tempo,” disse Kral.
“A astrometria, a técnica que utilizamos, é sensível a luas de períodos mais longos que orbitam planetas ou companheiros subestelares distantes das suas estrelas. Isto torna-a particularmente promissora para a deteção de exoluas em regiões onde se espera que sejam estáveis - pelo menos para as luas mais massivas, que serão provavelmente as primeiras que poderemos encontrar.”
Além de confirmar a presença desta exolua, Kral e colegas pensam que esta investigação e a técnica que utilizaram estabelecem um roteiro futuro para a descoberta de exoluas noutros sistemas planetários.
“É importante ter em mente que provavelmente veremos apenas a ponta do iceberg”, concluiu Kral. “Assim como os primeiros exoplanetas descobertos foram os mais massivos que orbitam muito perto das suas estrelas – simplesmente porque eram os mais fáceis de detectar – espera-se que as primeiras exoluas que identificamos sejam os exemplos mais massivos e extremos.
“À medida que as técnicas de observação melhoram, as nossas definições e compreensão do que constitui uma lua irão quase certamente evoluir.”
A pesquisa da equipe está disponível como um artigo pré-revisado por pares no site do repositório arXive aceito para publicação em Astronomia e Astrofísica
