Exoplaneta tem 28 vezes a massa de júpiter; potencial lua teria metade da massa joviana. Descoberta foi feita com instrumento do VLT.

Cientistas descobriram um exoplaneta gigante gasoso que oscila enquanto orbita sua estrela – sugerindo que ele possui uma lua em órbita. Para tornar essa possível descoberta ainda mais notável, a exolua seria absolutamente massiva, com quase metade da massa de Júpiter. Isso a tornaria milhares de vezes mais massiva do que qualquer lua no Sistema Solar.

O exoplaneta suspeito de abrigar essa enorme exolua é o HD 206893 B, um gigante gasoso com 28 vezes a massa de Júpiter. Ele orbita uma estrela jovem a cerca de 133 anos-luz. A equipe responsável pela descoberta detectou indícios da potencial exolua com o instrumento GRAVITY do Very Large Telescope (VLT), no deserto do Atacama, no norte do Chile.

“Descobrimos que HD 206893 B não segue apenas uma órbita suave ao redor de sua estrela. Além desse movimento, apresenta uma pequena, porém mensurável, oscilação de vaivém. Essa oscilação tem um período de cerca de nove meses e uma magnitude comparável à distância entre a Terra e a Lua”, disse Quentin Kral, líder da equipe e astrônomo da Universidade de Cambridge, ao portal Space.com.

“Esse tipo de sinal é exatamente o que se esperaria se o objeto estivesse sendo puxado por uma companheira invisível, como uma lua grande, tornando esse sistema um candidato particularmente intrigante para abrigar uma exolua.”

O instrumento GRAVITY permitiu à equipe usar uma técnica de astrometria que mede com precisão as posições de estrelas e outros corpos astronômicos ao longo do tempo. Isso permite aos astrônomos detectar pequenas aberrações no movimento – resultado de atração gravitacional de corpos que não são visíveis diretamente.

“Essa técnica já foi usada anteriormente para medir as órbitas longas e lentas de exoplanetas massivos e anãs marrons, onde observações espaçadas por anos são suficientes”, disse Kral. “Em nosso estudo, levamos essa abordagem muito além, monitorando o objeto em escalas de tempo muito mais curtas, de dias a meses.”

O resultado desta investigação foi a inferência da existência de um corpo companheiro orbitando o exoplaneta aproximadamente a cada nove meses, a uma distância de cerca de um quinto da distância entre a Terra e o Sol. A órbita desta possível exolua está inclinada em cerca de 60° em relação ao plano orbital do planeta, o que pode indicar que alguma interação muito energética perturbou este sistema no passado.

Se confirmada, a lua teria cerca de 40% da massa de Júpiter, cerca de nove vezes a massa de Netuno. Ela seria massiva o suficiente para astrônomos repensarem o que define uma lua.

“Em nosso Sistema Solar, a lua mais massiva é Ganimedes, que ainda é extremamente pequena em comparação com o que estamos inferindo aqui. Ganimedes tem milhares de vezes menos massa que Netuno, então há uma enorme diferença de massa entre as maiores luas que conhecemos e essa potencial candidata a exolua”, disse Kral.

“Isso naturalmente levanta a questão de se tal objeto deveria sequer ser chamado de lua. Nessas massas, a distinção entre uma lua massiva e uma companheira de massa muito baixa torna-se tênue. No entanto, atualmente não existe uma definição oficial de exolua e, na prática, os astrônomos geralmente se referem a qualquer objeto que orbita um planeta ou companheiro subestelar como uma lua.”

Embora astrônomos acreditem que várias exoluas já tenham sido detectadas no passado, todas essas possíveis detecções foram controversas. 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 tanto da técnica de observação quanto da geometria do sistema”, explicou Kral.

O método de detecção de exoplanetas mais bem-sucedido até o momento tem sido o método de trânsito, que mede a queda de luz causada quando um planeta cruza, a face de sua estrela mãe. No entanto, essa técnica não tem sido tão eficaz na detecção de exoluas.

“O método de trânsito […] pode, em princípio, detectar luas de tamanho comparável às maiores luas de Júpiter. No entanto, ele é mais sensível a planetas que orbitam muito perto de suas estrelas e estudos teóricos sugerem que é improvável que esses planetas próximos mantenham luas grandes por longos períodos de tempo”, disse Kral.

“A astrometria, técnica que utilizamos, é sensível a luas de período longo orbitando planetas ou companheiros subestelares distantes de suas estrelas. Isso a torna particularmente promissora para a detecção de exoluas em regiões onde se espera que sejam estáveis ​​- pelo menos para as luas mais massivas, que provavelmente serão as primeiras que encontraremos.”

Além de confirmar a presença dessa exolua, Kral e seus colegas acreditam que esta pesquisa e a técnica que utilizaram estabelecem um roteiro futuro para a descoberta de exoluas em outros sistemas planetários.

“É importante ter em mente que provavelmente estamos vendo apenas a ponta do iceberg”, ele comentou. “Assim como os primeiros exoplanetas descobertos foram os mais massivos, orbitando muito perto de suas estrelas – simplesmente porque eram os mais fáceis de detectar – espera-se que as primeiras exoluas que identificarmos sejam os exemplos mais massivos e extremos.”

“À medida que as técnicas de observação melhoram, nossas definições e compreensão do que constitui uma lua certamente evoluirão.”

O artigo está disponível como um artigo pré-revisado por pares no arXiv e foi aceita para publicação na Astronomy & Astrophysics.