29/10/2020 - 12:33
Nossa galáxia pode estar repleta de planetas errantes, gravitacionalmente desvinculados de qualquer estrela. (Esses astros também são conhecidos como planetas interestelares ou órfãos.) Uma equipe internacional de cientistas, liderada por astrônomos poloneses, anunciou a descoberta do menor planeta errante do tamanho da Terra encontrado até hoje.
Mais de 4 mil planetas extrassolares foram descobertos até o momento. Embora muitos dos exoplanetas conhecidos não se assemelhem aos do nosso Sistema Solar, eles têm uma coisa em comum: todos orbitam uma estrela. No entanto, as teorias da formação e evolução dos planetas predizem a existência de planetas errantes. De fato, há alguns anos, astrônomos poloneses da equipe OGLE do Observatório Astronômico da Universidade de Varsóvia forneceram a primeira evidência da existência de tais planetas na Via Láctea. Escrevendo na revista “Astrophysical Journal Letters”, esses astrônomos anunciaram a descoberta do menor planeta errante encontrado até hoje.
É raro que os exoplanetas possam ser observados diretamente. Normalmente, os astrônomos encontram planetas usando observações da luz da estrela hospedeira do planeta. Por exemplo, se um planeta cruza na frente do disco de sua estrela-mãe, o brilho observado da estrela cai periodicamente em uma pequena quantidade, causando os chamados trânsitos. Os astrônomos também podem medir o movimento da estrela causado pelo planeta.
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Lente de aumento
Os planetas errantes não emitem virtualmente nenhuma radiação e – por definição – não orbitam nenhuma estrela hospedeira. Assim, não podem ser descobertos usando métodos tradicionais de detecção astrofísica. No entanto, eles podem ser localizados com o uso de um fenômeno astronômico chamado microlente gravitacional. A microlente resulta da teoria da relatividade geral de Einstein – um objeto massivo (a lente) pode dobrar a luz de um objeto de fundo brilhante (a fonte). A gravidade da lente atua como uma enorme lente de aumento que dobra e amplia a luz de estrelas distantes.
“Se um objeto massivo (uma estrela ou planeta) passa entre um observador baseado na Terra e uma estrela-fonte distante, sua gravidade pode desviar e focar a luz da fonte. O observador medirá um breve brilho da estrela-fonte”, explica Przemek Mroz, pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e principal autor do estudo. “As chances de observar microlentes são extremamente reduzidas porque três objetos – fonte, lente e observador – devem estar quase perfeitamente alinhados. Se observássemos apenas uma estrela-fonte, teríamos de esperar quase 1 milhão de anos para ver a fonte sendo microlente”, ele acrescenta.
É por isso que pesquisas modernas em busca de eventos de microlente gravitacional estão monitorando centenas de milhões de estrelas no centro da Via Láctea, onde as chances de microlente são maiores. A pesquisa OGLE – liderada por astrônomos da Universidade de Varsóvia – realiza um desses experimentos. Um dos maiores e mais longos levantamentos do céu, o OGLE iniciou suas operações há mais de 28 anos. Atualmente, seus astrônomos estão usando um telescópio da Universidade de Varsóvia de 1,3 metro localizado no Observatório Las Campanas, no Chile. A cada noite clara, eles apontam seu telescópio para as regiões centrais da galáxia e observam centenas de milhões de estrelas, em busca daquelas que mudam seu brilho.
Menor escala de tempo
A microlente gravitacional não depende do brilho da lente. Portanto, ela permite o estudo de objetos tênues ou escuros, como planetas. A duração dos eventos de microlente depende da massa do objeto de lente – quanto menos massiva a lente, mais curto é o evento de microlente. A maioria dos eventos observados, que normalmente duram vários dias, é causada por estrelas. Eventos de microlente atribuídos a planetas errantes têm escalas de tempo de apenas algumas horas. Ao medir a duração de um evento de microlente (e a forma de sua curva de luz), pode-se estimar a massa do objeto de lente.
Os cientistas anunciaram a descoberta do evento de microlente de menor escala de tempo já encontrado, denominado OGLE-2016-BLG-1928, cuja escala de tempo é de apenas 42 minutos. “Quando vimos esse evento pela primeira vez, ficou claro que ele deve ter sido causado por um objeto extremamente pequeno”, disse o dr. Radoslaw Poleski, do Observatório Astronômico da Universidade de Varsóvia, coautor do estudo.
Na verdade, os modelos do evento indicam que a lente deve ter sido menos massiva do que a Terra, e seria provavelmente um objeto com a massa de Marte. Além disso, a lente provavelmente é um planeta errante. “Se a lente orbitasse uma estrela, detectaríamos sua presença na curva de luz do evento”, acrescenta Poleski. “Podemos descartar o planeta com uma estrela dentro de cerca de 8 unidades astronômicas (a unidade astronômica é a distância entre a Terra e o Sol).”
Compreensão de sistemas planetários jovens
Os astrônomos do OGLE forneceram a primeira evidência de uma grande população de planetas errantes na Via Láctea há alguns anos. No entanto, o planeta recém-detectado é o menor mundo órfão já encontrado. “Nossa descoberta demonstra que planetas flutuantes de baixa massa podem ser detectados e caracterizados usando telescópios terrestres”, disse o prof. Andrzej Udalski, líder do projeto OGLE.
Os astrônomos suspeitam que planetas errantes na verdade se formaram em discos protoplanetários ao redor de estrelas (como planetas “comuns”) e foram ejetados de seus sistemas planetários originais após interações gravitacionais com outros corpos, por exemplo, com outros planetas no sistema. As teorias da formação de planetas preveem que os planetas ejetados devem ser tipicamente menores que a Terra. Assim, estudar planetas com flutuação livre permite-nos compreender o passado turbulento de sistemas planetários jovens, como o Sistema Solar.
A busca por planetas errantes é um dos impulsionadores científicos do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, que está sendo construído pela Nasa. O observatório está programado para iniciar as operações em meados da década de 2020.
Devido à brevidade do evento, observações adicionais coletadas pela Rede de Telescópios de Microlentes da Coreia (KMTNet) foram necessárias para caracterizar o evento. A KMTNet opera uma rede de três telescópios, no Chile, na Austrália e na África do Sul.
