O Sistema Fomalhaut

Esta imagem composta, de cores artificiais, obtida com o Telescópio Espacial Hubble, revela o movimento orbital do planeta Fomalhaut b. Com base nessas observações, astrônomos calcularam que o  planeta está em uma órbita altamente elíptica de 2.000 anos de duração. O planeta deverá cruzar  uma vasto cinturão de detritos ao redor da estrela dentro de uns 20 anos.Se sua órbita estiver no mesmo plano do cinturão, detritos de rocha e gelo poderão entrar em sua atmosfera e produzir vários fenômenos. o círculo preto ao centro da imagem  bloqueia a passagem da luz da estrela, permitindo fotografar a luz refletida por ambos, cinturão e  planeta. As imagens do foram obtidas com o  Espectrógrafo de Imageamento do Telescópoio Espacial em  2010 e 2012. 

Imagens do telescópio Espacial Hubble da Nasa recentemente divulgadas de um enorme disco de detritos ao redor da estrela próxima Fomalhaut e um misterioso planeta em sua órbita podem ser a prova da ocorrência de uma enorme perturbação planetária naquele sistema.

Astrônomos se surpreenderam ao descobrir que o cinturão de detritos é maior do que se imaginava, ocupando um trecho do espaço situado entre 14 e 20 bilhões de milhas da estrela. Ainda mais surpreendente é o fato de que as últimas imagens do Hubble terem permitido a uma equipe de astrônomos  calcular que o planet a percorre uma órbita elíptica incomum que o conduz\ por uma trajetória potencialmente destruidora através do vasto anel de poeira cósmica.

O planeta, chamado Fomalhaut b, oscila entre 4,6 nilhões de milhas, o ponto mais próximo de sua estrela, e  27 bilhões de milhas, o mais distante. A órbita foi  recalculada com base em dados da mais recente observação do Hubble, no ano passado.

"Estamos perplexos. Não esperávamos por isso," disse Paul Kalas, da Universidade da California em Berkeley edo Instituto  SETI, em Mountain View, Califórnia.

A equipe de observação de Fomalhaut, chefiada por Kalas, considera isso uma prova circunstancial de que pode haver  outros astros semelhantes a planetas no sistema que abalou gravitacionalmente Fomalhaut b, colocando-o nessa órbita altamente excêntrica. 

Entre as várias possíveis explicações para a órbita de 2.000 anos de duração de Fomalhaut b está a hipótese de que um planeta ainda não detectado impusionou com sua força gravitacional Fomalhaut b de uma posição anterior mais próxima à estrela para uma  órbita que vai além do anel de poeira.


O Hubble também descobriu que no anel de poeira e gelo ao redor da estrela Fomalhaut há uma falha aparente ao longo do cinturão. Ela pode ter sido feita por outro planeta não detectado. A imagem perfeita do cinturão obtida pelo Hubble mostra irregularidades que constituem um forte motivo para se procurar outros planetas no sistema.

Se sua órbita estiver no mesmo plano do anel de poeira,  Fomalhaut b irá cruzar o anel por volta de 2032, quando estará na parte mais externa de sua  órbita. Durante cruzamento, detritos de gelo e rocha poderão entrar na atmosfera do planeta, criando fagulhas como as causadas pelo  Cometa Shoemaker-Levy 9, quando colidiu como Júpiter. A maior parte das fagulhas causadas pelas colisões serão visíveis em infravermelho. Entretanto, se o plano orbital de Fomalhaut b não for o mesmo do cinturão,  a única coisa que se verá será um esmaecimento gradual de Fomalhaut b à medida que for se distanciando da estrela.

Kalas lançou a hipótese de que a órbita extrema de Fomalhaut b seja uma importante pista para explicar por que ele tem um brilho tão incomum em frequência de luz visível, e tão fraco em infravermelho. É possivel que o brilho óptico do planeta se origine em um anel ou manto de poeira ao seu redor, que refle a luz da estrela. A poeira seria rapidamente produzida por satélites do planeta, que sofreriam uma forte erosão devido a impactos e  movimentos gravitacionais quando Fomalhaut b teria entrado no sistema planetário depois de um milênio parado além do cinturão principal. é possível ter uma ideia disso observando Saturno, que tem um tênue, mas enorme, anel de poeira formado quando meteoros colidiram com sua lua  externa Fobos.

A equipe também  considerou uma possibilidade diferente, de que um hipotético segundo planeta anão sofreu uma catastrófica colisão com Fomalhaut b. A colisão explicaria o fato de a estrela Fomalhaut ter um estreito cinturão externo associado a um planeta extremo. Mas nesse caso o cinturão seria recente, com menos de 10.000 anos, e é difícil produzir colisões de grande energia longe da estrela em sistemas tão recentes.

Fomalhaut é um sistema especial porque talvez permita aos cientistas ter uma imagem aproximada do comportamento de nosso sistema solar há 4 bilhões de anos. A arquitetura  planetária está sendo redefinida, os cinturões de cometas estão evoluindo, e osplanetas podem estar ganhando ou perdendo suas luas. Os astrônomos vão continuar monitorando Fomalhaut b ainda por décadas porque poderão ter a oportunidade de chance to observar um planeta entrando em um cinturão de detritos de gelo semelhante ao Cinturão de Kuiper Belt, situado na borda do nosso sistema solar.

This false-color composite image, taken with the Hubble Space Telescope, reveals the orbital motion of the planet Fomalhaut b. Based on these observations, astronomers calculated that the planet is in a 2,000-year-long, highly elliptical orbit. The planet will appear to cross a vast belt of debris around the star roughly 20 years from now. If the planet's orbit lies in the same plane with the belt, icy and rocky debris in the belt could crash into the planet's atmosphere and produce various phenomena. The black circle at the center of the image blocks out the light from the bright star, allowing reflected light from the belt and planet to be photographed. The Hubble images were taken with the Space Telescope Imaging Spectrograph in 2010 and 2012.  

Newly released NASA Hubble Space Telescope images of a vast debris disk encircling the nearby star Fomalhaut and a mysterious planet circling it may provide forensic evidence of a titanic planetary disruption in the system.

Astronomers are surprised to find the debris belt is wider than previously known, spanning a section of space from 14 to nearly 20 billion miles from the star. Even more surprisingly, the latest Hubble images have allowed a team of astronomers to calculate the planet follows an unusual elliptical orbit that carries it on a potentially destructive path through the vast dust ring.

The planet, called Fomalhaut b, swings as close to its star as 4.6 billion miles, and the outermost point of its orbit is 27 billion miles away from the star. The orbit was recalculated from the newest Hubble observation made last year.

"We are shocked. This is not what we expected," said Paul Kalas of the University of California at Berkeley and the SETI Institute in Mountain View, Calif.

The Fomalhaut team led by Kalas considers this circumstantial evidence there may be other planet-like bodies in the system that gravitationally disturbed Fomalhaut b to place it in such a highly eccentric orbit. The team presented its finding Tuesday at the 221st meeting of the American Astronomical Society in Long Beach, Calif.

Among several scenarios to explain Fomalhaut b's 2,000-year-long orbit is the hypothesis that an as yet undiscovered planet gravitationally ejected Fomalhaut b from a position closer to the star, and sent it flying in an orbit that extends beyond the dust belt.

Hubble also found the dust and ice belt encircling the star Fomalhaut has an apparent gap slicing across the belt. This might have been carved by another undetected planet. Hubble's exquisite view of the dust belt shows irregularities that strongly motivate a search for other planets in the system.

If its orbit lies in the same plane with the dust belt, then Fomalhaut b will intersect the belt around 2032 on the outbound leg of its orbit. During the crossing, icy and rocky debris in the belt could crash into the planet's atmosphere and create the type of cosmic fireworks seen when Comet Shoemaker-Levy 9 crashed into Jupiter. Most of the fireworks from collisions will be seen in infrared light. However, if Fomalhaut b is not co-planar with the belt, the only thing to be seen will be a gradual dimming of Fomalhaut b as it travels farther from the star.

Kalas hypothesized that Fomalhaut b's extreme orbit is a major clue in explaining why the planet is unusually bright in visible light, but very dim in infrared light. It is possible the planet's optical brightness originates from a ring or shroud of dust around the planet, which reflects starlight. The dust would be rapidly produced by satellites orbiting the planet, which would suffer extreme erosion by impacts and gravitational stirring when Fomalhaut b enters into the planetary system after a millennium of deep freeze beyond the main belt. An analogy can be found by looking at Saturn, which has a tenuous, but very large dust ring produced when meteoroids hit the outer moon Phoebe.

The team has also considered a different scenario where a hypothetical second dwarf planet suffered a catastrophic collision with Fomalhaut b. The collision scenario would explain why the star Fomalhaut has a narrow outer belt linked to an extreme planet. But in this case the belt is young, less than 10,000 years old, and it is difficult to produce energetic collisions far from the star in such young systems.

Fomalhaut is a special system because it looks like scientists may have a snapshot of what our solar system was doing 4 billion years ago. The planetary architecture is being redrawn, the comet belts are evolving, and planets may be gaining and losing their moons. Astronomers will continue monitoring Fomalhaut b for decades to come because they may have a chance to observe a planet entering an icy debris belt that is like the Kuiper Belt at the fringe of our own solar system.