Quando os astrónomos julgam já ter decifrado a forma como os planetas se formam, aparece mais um mundo estranho a obrigar a repensar tudo. Desta vez, a surpresa vem de planetas que não orbitam uma estrela, mas sim duas.
Estes corpos são conhecidos como planetas circumbinários. Descrevem órbitas em torno de pares de estrelas que giram uma em torno da outra, criando céus radicalmente diferentes do que vemos na Terra.
Durante muito tempo, estes mundos pareceram raros - quase saídos da ficção. O exemplo mais famoso continua a ser Tatooine, de Star Wars. Ainda assim, os cientistas podem ter encontrado uma forma de abrir caminho para descobrir muitos mais.
Planetas circumbinários são pouco comuns
Um novo estudo identificou, de uma só vez, 27 possíveis planetas circumbinários através de uma abordagem diferente de pesquisa no céu. Até hoje, apenas 18 planetas circumbinários confirmados tinham sido encontrados, em contraste com mais de 6,000 planetas detectados a orbitar estrelas únicas.
“Grande parte do nosso conhecimento actual sobre planetas está enviesada, por causa da forma como os procurámos”, afirmou a Sra. Margo Thornton, autora principal do estudo, astrónoma e doutoranda na UNSW. “Na maioria dos casos, encontrámos os mais fáceis de detectar.”
“Este novo método pode ajudar-nos a revelar uma grande população de planetas escondidos, sobretudo os que não ficam perfeitamente alinhados com a nossa linha de visão. Pode ajudar a mostrar como poderá ser a verdadeira população de planetas no nosso Universo”, acrescentou.
Um ponto cego na caça a planetas
A maioria dos planetas é descoberta com o chamado método do trânsito. Os cientistas observam uma estrela e aguardam que um planeta passe à sua frente; quando isso acontece, a luz da estrela diminui ligeiramente durante um curto período.
É uma técnica eficaz, mas com limitações claras. Para funcionar, a órbita do planeta tem de cruzar a estrela exactamente do ângulo a partir da Terra. Se o plano orbital estiver inclinado de outra forma, os astrónomos podem nunca o detectar. E, em sistemas com duas estrelas, esta dificuldade aumenta.
“Estamos a perder uma parte enorme da arquitectura destes sistemas”, disse o Professor Associado Scientia Ben Montet, astrónomo e autor sénior do estudo.
Novo método localiza planetas circumbinários
Em vez de procurar pequenas quebras de brilho, o novo método analisa como duas estrelas orbitam entre si ao longo de períodos prolongados.
A equipa acompanhou alterações subtis no timing dos eclipses das estrelas com dados do Transiting Exoplanet Survey Satellite da NASA, conhecido como TESS.
Se as estrelas se comportarem de forma diferente do previsto, isso pode indicar que outro objecto está a exercer uma influência gravitacional sobre elas. Esse objecto oculto poderá ser um planeta.
A técnica chama-se precessão apsidal. Já tinha sido usada em estudos de estrelas binárias, mas não como uma ferramenta de procura de planetas em grande escala.
“Estou entusiasmado com o potencial de quantos planetas podemos encontrar com este método”, afirmou Montet. “Não estava à espera de, nesta fase do estudo-piloto, já termos encontrado 27.
“Agora começa a parte realmente divertida: perceber quais deles são planetas reais.”
Mundos estranhos à volta de dois sóis
Os candidatos podem variar muito em tamanho. Alguns poderão ter massas próximas da de Neptuno. Outros poderão chegar a ser até 10 vezes maiores do que Júpiter.
O candidato mais próximo está a cerca de 650 anos-luz da Terra. O mais distante fica a aproximadamente 18,000 anos-luz. Um ano-luz equivale a cerca de 9.5 biliões de quilómetros (5.9 biliões de milhas).
“Os candidatos estão distribuídos tanto pelo nosso céu do hemisfério sul como pelo do hemisfério norte”, disse Montet.
“Isto significa que, em qualquer altura do ano, independentemente de quando estiver a observar, existe pelo menos um destes sistemas estelares algures, visível na direcção para onde pode apontar - desde que tenha um telescópio.”
Planetas circumbinários podem não ser assim tão invulgares
Apesar de estas distâncias parecerem enormes, estes sistemas continuam dentro da vizinhança da Via Láctea que os astrónomos estudam com frequência.
Os números também sugerem que os planetas circumbinários podem, afinal, não ser tão raros.
“Encontrámos 27 candidatos a planeta em 1590 sistemas de estrelas binárias, o que corresponde a uma taxa de quase 2 percent de sistemas binários que podem potencialmente albergar planetas”, disse o Professor Associado Montet.
Isto indica que poderão existir milhares - ou dezenas de milhares - de possíveis planetas por encontrar com os dados do novo levantamento do céu de 10 anos do Vera C. Rubin Observatory.
“Por isso, é um primeiro passo muito entusiasmante - e também mostra que haverá muito trabalho a fazer nos próximos anos”, afirmou Montet.
Porque isto importa para lá de Star Wars
Mais de metade das estrelas no Universo pertence a sistemas binários ou de múltiplas estrelas. Isso significa que sistemas solares como o nosso podem, na realidade, ser menos comuns do que se pensava. Ainda assim, a maioria dos planetas conhecidos orbita estrelas únicas, porque são mais fáceis de estudar.
“Pintámos metade do quadro, e a outra metade da tela está completamente em branco”, disse Montet.
Os cientistas continuam sem compreender totalmente como os planetas se formam à volta de duas estrelas. A gravidade nesses sistemas é mais caótica, o que pode influenciar a forma como os planetas crescem, migram e sobrevivem ao longo de milhares de milhões de anos.
Nova compreensão a partir de planetas circumbinários
“Com este método, até agora, temos 27 fortes candidatos a planeta em ambientes completamente diferentes do nosso Sistema Solar”, afirmou a Sra. Thornton, que obteve estes resultados apenas um ano após o início do seu doutoramento.
“Ao aprender mais sobre tipos diferentes de planetas, conseguimos compreender melhor como os planetas se formam e evoluem, especialmente nestes ambientes complexos com duas estrelas.”
Os investigadores estão particularmente interessados em saber se alguns destes planetas poderiam suportar vida.
“Podemos começar a colocar perguntas como: quão comuns são estes planetas no total e se poderiam ser habitáveis”, disse o Professor Associado Montet.
“Se os planetas circumbinários acabarem por ser habitáveis, isso significa que a vida pode estar em qualquer lado. A vida pode estar em todo o lado. Os números, por si só, são realmente entusiasmantes.”
Uma descoberta puxa outra
Neste momento, os 27 objectos continuam a ser considerados candidatos. São necessárias mais observações para confirmar se são, de facto, planetas.
A equipa planeia analisar as assinaturas espectrais da luz das estrelas com o Anglo Australian Telescope, em Coonabarabran. Também irá colaborar com investigadores dos Estados Unidos, do Reino Unido e da China.
Estas observações de seguimento poderão excluir outras explicações, incluindo anãs castanhas, anãs brancas, buracos negros ou estrelas escondidas.
Há muitos mais Tatooines por aí
O novo método mostrou-se muito eficaz a localizar potenciais novos planetas circumbinários. “Fiquei surpreendida com a eficácia do método e com o quão pequeno é o sinal que conseguimos detectar usando os dados do TESS”, disse a Sra. Thornton.
Esta abordagem poderá até ajudar os astrónomos a localizar objectos tão pequenos como a Terra.
“Estou entusiasmada com o que vem a seguir neste projecto. O Universo é muito mais complexo do que aquilo que conseguimos ver directamente”, concluiu a Sra. Thornton, “e pode haver muitos mais destes Tatooines da vida real por aí.”
O estudo completo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
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