Já foram descobertos, durante esta última década e meia, centenas de planetas extrasolares, a maioria destes mundos solitários que orbitam a sua estrela em isolamento aparente. No entanto, com mais observações, descobriu-se que um em cada três destes sistemas têm dois ou mais planetas. Ao que parece, os planetas vêm em grupos. A maioria destes sistemas contêm planetas que orbitam muito longe para sentir a gravidade uns dos outros. Em apenas alguns casos, descobriram-se planetas perto o suficiente para interagirem gravitacionalmente. No entanto, John A. Johnson, professor assistente de astronomia no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e seus colegas, descobriram dois sistemas com pares de gigantes gasosos trancados num abraço orbital. Num sistema - um par planetário em órbita da estrela gigante moribunda HD 200964, localizada aproximadamente a 223 anos-luz da Terra - a dança íntima é a mais próxima já observada. "Este novo par veio num pacote inesperado," afirma Johnson. Eric Ford da Universidade da Flórida em Gainsville, EUA, acrescenta: "Um sistema planetário com gigantes gasosos tão próximos seria destruído rapidamente se os planetas não interagissem numa dança tão bem sincronizada. Como os planetas descobriram o seu ritmo é um verdadeiro puzzle. Todos os quatro recém-descobertos exoplanetas são gigantes gasosos mais massivos que Júpiter e tal como a maioria dos planetas extrasolares, foram descobertos ao medir a oscilação, ou efeito Doppler, na luz emitida pelas suas estrelas-mãe à medida que os planetas orbitam em torno delas. Surpreendentemente, os membros de cada par estão localizados invulgarmente perto um do outro. Por exemplo, a distância entre os planetas que orbitam HD 200964 é ocasionalmente apenas 0,35 UA, comparável à distância entre a Terra e Marte. Os planetas que orbitam a segunda estrela, 24 Sextanis (localizada a 244 anos-luz da Terra), estão separados por 0,75 UA (112,5 milhões de quilômetros). Em comparação, Júpiter e Saturno nunca estão separados por menos que 531 milhões de quilômetros. Graças às suas grandes massas e curta proximidade, o par exoplanetário exerce uma grande força gravitacional um sobre o outro. O puxo gravitacional entre os dois planetas de HD 200964 é 700 vezes maior que a da Terra entre a Lua, e 4 vezes maior que a atração provocada pelo Sol sobre a Terra. Ao contrário dos planetas gigantes do nosso próprio Sistema Solar, os novos planetas estão localizados comparativamente perto das suas estrelas. Os planetas em órbita de 24 Sextanis têm períodos orbitais de 455 dias (1,25 anos) e 910 dias (2,35 anos), e os companheiros de HD 200964, 630 dias (1,75 anos) e 830 dias (2,3 anos). Júpiter, em contraste, completa uma volta em torno do Sol a cada 12 anos terrestres. Os planetas normalmente mudam de posição após a sua formação, um processo denominado migração. Pensa-se que a migração seja comum - poderá ter acontecido até certo ponto no nosso Sistema Solar - mas não é ordeira. Os planetas localizados mais longe no disco protoplanetário podem migrar mais depressa do que os no interior, "por isso os planetas podem cruzar caminhos e dar encontrões uns aos outros," afirma Johnson. "A única maneira de "se darem bem" e ficarem estáveis é se entrarem numa ressonância orbital." Quando os planetas estão em ressonância orbital, os seus períodos orbitais estão ligados através de uma relação entre dois dígitos. Numa ressonância 2:1, por exemplo, um planeta exterior orbita a sua estrela uma vez por cada duas órbitas do planeta interior; numa ressonância 3:2, o planeta exterior orbita duas vezes por cada três voltas do planeta interior, e assim em diante. Tais ressonâncias são provocadas pela influência gravitacional entre cada um dos planetas. "Existem muitos locais num disco protoplanetário onde os planetas podem se formar," afirma Johnson. "No entanto, é muito improvável que dois planetas se formem em sítios onde têm períodos que se encaixam nestas proporções." A ressonância 2:1 - o caso dos planetas em órbita de 24 Sextanis - é o padrão mais comum e mais estável. "Os planetas tendem a ficar presos numa relação 2:1," afirma Johnson. "Mas se um planeta move-se muito rapidamente" - deslocando-se desde a parte exterior do disco protoplanetário, onde foi formado, na direção da sua estrela-mãe - "pode passar por uma 2:1. À medida que se aproxima, o próximo passo é uma 5:3, depois uma 3:2, e depois uma 4:3". Johnson e seus colegas descobriram que o par de planetas em órbita de HD 200964 está numa ressonância de 4:3. "A analogia mais próxima no nosso Sistema Solar é Titã e Hiperion, duas luas de Saturno que também seguem órbitas sincronizadas num padrão 4:3," afirma Ford. "Mas os planetas de HD 200964 interagem muito mais fortemente, pois cada um é cerca de 20.000 vezes mais massivo que Titã e Hiperion combinados." "Este é o sistema mais apertado já descoberto," acrescenta Johnson, "e não conseguimos explicar como é que apareceu. É o último exemplo de uma longa linha de estranhas descobertas acerca dos planetas extrasolares, e mostra que os exoplanetas têm continuamente a capacidade de surpreender. De cada vez que pensamos conseguir explicá-los, aparece algo que deita a nossa teoria abaixo." Johnson e seus colegas descobriram os dois sistemas usando dados do KSPS (Keck Subgiants Planet Survey) - uma pesquisa por planetas em torno de estrelas entre 40 e 100% maiores que o nosso Sol. As subgigantes representam uma classe de estrelas que evoluíram para lá da "sequência principal", e não gastam todo o seu hidrogênio para a fusão nuclear, fazendo com que os seus núcleos colapsem e os seus invólucros exteriores inchem. As subgigantes eventualmente tornam-se gigantes vermelhas - estrelas volumosas com grandes atmosferas pulsantes, o que torna difícil detectar as sutis alterações espectrais provocadas por planetas em órbita. As "subgigantes rodam muito lentamente e são frias," ao contrário das estrelas da sequência principal, quentes e com uma rápida rotação, "mas não cresceram o suficiente para serem instáveis," afirma Johnson. "São estrelas não muito rápidas, não muito quentes, não muito instáveis," - e por isso, ideais para a caça exoplanetária. "Atualmente, estamos estudando 450 destas estrelas massivas, e estamos a descobrir enxames de planetas," afirma. "Em torno destas estrelas, estamos a ver entre três e quatro planetas até uma distância de aproximadamente 3 UA - a distância até o nosso cinturão de asteróides - em comparação com as estrelas tipo-Sol. A massa estelar tem uma grande influência na ocorrência planetária, devido à quantidade de matéria-prima disponível para criar planetas e crescer com a massa da estrela." Eventualmente, talvez daqui a 10 ou 100 milhões de anos, estrelas subgigantes como HD 200964 e 24 Sextanis se tornem em gigantes vermelhas. Elas acabam por libertar as suas atmosferas exteriores, inchando até ao ponto onde poderiam comer o planeta interior do par, e expeliriam massa, alterando a dinâmica gravitacional de todo o seu sistema. Os planetas então, iriam se afastar, e as suas órbitas iriam se tornar instáveis," afirma Johnson. "Muito provavelmente um dos planetas seria expelido completamente do sistema" - e a dança chegaria ao fim.
Créditos: Astronomia On-line
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