Descoberta rara! Um exoplaneta está em órbita perpendicular nunca observada antes

Exoplanetas são planetas que orbitam estrelas fora do nosso Sistema Solar. Eles podem ser detectados e estudados principalmente por métodos indiretos devido à distância e brilho das estrelas que eles orbitam. Um dos métodos mais conhecidos é chamado de método de trânsito que observa quedas no brilho da estrela. Com essas medições, é possível determinar tamanho e período orbital. Já o método de analisar a velocidade radial ajuda a estimar massa e órbita.

O Very Large Telescope (VLT) é um observatório criado e operado por instituições da Europa mas que foi construído no Chile. Com quatro telescópios de 8,2 metros e a capacidade de operar em conjunto como um interferômetro, o VLT permite obter imagens de alta resolução e realizar espectroscopia da atmosfera dos exoplanetas. Isso permite determinar composição, temperatura e detectar moléculas relevantes para a habitabilidade, além de refinar medições orbitais.

Recentemente, dados obtidos com o VLT mostraram evidências de um exoplaneta com órbita perpendicular em torno de um par de anãs marrons. O sistema é chamado de 2M1510 e o exoplaneta recebeu o nome de 2M1510(AB)b. Sua órbita forma um ângulo de aproximadamente 90 graus em relação ao plano orbital das duas anãs marrons. Por causa de sua órbita, ele foi apelidado de “planeta polar” e é uma descoberta tanto para Astronomia quanto para Física.

Exoplanetas

Para um objeto ser considerado planeta, é necessário que ele orbite o Sol, seja esférico e limpe a sua órbita gravitacionalmente. Exoplanetas são objetos que seguem 2 dessas 3 condições. São planetas que orbitam outras estrelas e estão espalhados pela galáxia. Há diferentes tipos de exoplanetas que exibem uma grande variedade de tipos e características. Atualmente, mais de 5.800 exoplanetas já foram encontrados.

A detecção de exoplanetas é realizada principalmente por métodos indiretos, devido à distância e ao brilho das estrelas hospedeiras. O método de trânsito identifica a agem de um planeta pela frente de sua estrela, revelando seu tamanho e período orbital. Outra técnica é chamada de velocidade radial, que mede as pequenas variações na velocidade da estrela causadas pela gravidade do planeta, permitindo estimar sua massa e órbita.

Anãs marrons

As anãs marrons são objetos que estão no meio termo entre um planeta gigante gasoso como Júpiter e uma estrela pequena. Elas, geralmente, tem massa que variam de 13 a 80 vezes a massa de Júpiter. Diferentemente das estrelas, as anãs marrons não possuem massa suficiente para sustentar a fusão nuclear de hidrogênio em seus núcleos. Por essa razão, são consideradas "estrelas que falharam". Apesar disso, elas conseguem fundir deutério em seus estágios iniciais, emitindo luz e calor antes de resfriarem gradualmente.

Esses objetos se formam a partir do colapso gravitacional de nuvens de gás e poeira, similarmente às estrelas. No entanto, durante esses estágios de formação, as anãs marrons não conseguem acretar matéria suficiente, impedindo o início da fusão nuclear. As anãs marrons emitem principalmente radiação infravermelha, o que torna sua detecção mais desafiadora na luz visível. Suas atmosferas podem conter moléculas como metano e água, e sua cor varia com a temperatura, diminuindo com o tempo.

Sistema 2M1510

Um grupo de pesquisadores da Universidade de Birmingham estudou os dados obtidos pelo VLT. Nesses dados, os pesquisadores investigaram os dados do sistema de anãs marrons conhecido como 2M1510. Esses sistema está localizado a 120 anos-luz de distância da Terra e é composto por duas anãs marrons que possuem cerca de 18 vezes a massa de Júpiter. As duas estrelas anãs marrons tem cerca de 45 milhões de anos e são consideradas jovens para idade de estrela.

O estado que essas duas estrelas estão é chamado de “eclipsante”, quando uma a na frente da outra em relação ao observador. O objetivo do grupo era estudar essa dinâmica das estrelas, mas durante a análise, o grupo encontrou desvios do efeito Doppler. Esses desvios indicaram que um terceiro objeto estava presente na dinâmica e ao estudar com mais detalhes encontraram a evidência indireta de um exoplaneta com órbita perpendicular.

Órbita está mudando aos poucos

Além disso, eles perceberam pelos dados que essa órbita do terceiro objeto estava lentamente mudando de orientação. O nome desse processo é chamado de precessão e, possivelmente, foi esse desvio responsável pelas perturbações encontradas. A precessão é um efeito da relatividade geral e é encontrada na órbita de Mercúrio, por exemplo. No entanto, a órbita encontrada no sistema 2M1510 parece estar ocorrendo no sentido oposto.

Após uma análise mais profunda e considerar diferentes causas para essa dinâmica do sistema, a equipe encontrou que a melhor explicação é a presença de um objeto orbitando o sistema binário em uma órbita polar. Ele estaria inclinado em quase 90 graus em relação ao plano orbital das anãs marrons. Ainda é difícil dizer qual é a massa desse terceiro objeto mas os astrônomos colocaram um limite entre 10 e 100 vezes a massa da Terra.

Referência da notícia

Evidence for a polar circumbinary exoplanet orbiting a pair of eclipsing brown dwarfs. 16 de abril, 2025. Baycroft, et al.