Planetas solitários


Traduzido de: Common Jupiters?

Nova pesquisa mostra que planetas solitários do tipo Júpiter podem ser mais comuns do que estrelas

 

Illustration of a Jupiter-like planet floating freely without a parent star.

Solitário no espaço: os astrônomos descobriram um novo tipo de planeta.
Crédito e imagem ampliada

 

 

O escritor Robert Brault faz esta metáfora sobre o céu noturno: “Um trilhão de asteriscos e nenhuma explicação”. Pois a Fundação Nacional de Ciência, ao financiar os astrônomos, ajuda a conseguir algumas explicações. E um recente estudo financiado pela NSF e pela NASA conseguiu mais algumas.

Os astrônomos descobriram uma nova população de planetas classe Júpiter que flutuam solitários na escuridão do espaço, longe da luz de uma estrela. De acordo com os cientistas, esses mundos solitários provavelmente foram ejetados de sistemas planetários em fase de nascimento.

A descoberta se baseia em uma pesquisa conjunta Japão – Nova Zelândia, a Microlensing
Observations in Astrophysics (MOA)
[Observação de Micro-lentes em Astrofísica], que escaneia o centro de nossa Via Láctea a cada ano. Empregando dados coletados entre 2006 e 2007, esses pesquisadores descobriram indícios do que parecem ser 10 planetas solitários com a massa aproximadamente igual à de Júpiter.

Chamados por alguns de “planetas órfãos”, esses mundos isolados foram por muito tempo assunto de teorias científicas e ficção científica, mas sua real existência continuava incerta, até agora.

As novas descobertas não só demonstram que os planetas livres existem no espaço, como também sugere que eles são razoavelmente comuns. Segundo os pesquisadores, para cada estrela em nossa galáxia, devem existir dois planetas tipo Júpiter isolados e possivelmente um número ainda maior de planetas de massa tipo Terra, embora planetas pequenos assim ainda não tenham sido detectados.

“Existem centenas de bilhões de estrelas em nossa galáxia”, diz David Bennett, co-autor deste estudo, da Universidade Notre Dame, em South Bend, Indiana. “Pensamos que planetas gigantes isolados sejam, no mínimo, tão numerosos quanto os planetas que orbitam estrelas e mais comuns do que estrelas. Esta pesquisa atual não é capaz de detectar planetas com massa menor que as de Júpiter ou Saturno, mas as teorias sugerem que planetas com massas menores, tais como a Terra, devem ser ejetados para longe de suas estrelas mães mais frequentemente e sejam, portanto, mais comuns”.

Os detalhes de suas descobertas serão publicados na edição de 19 de maio da Nature. O autor principal é Takahiro Sumi, presentemente na Universidade de Osaka University no Japão.

Observações anteriores tinham detectado objetos semelhantes a planetas em aglomerados formadores de estrelas, com massas cerca de três vezes a de Júpiter. Os cientistas ainda debatem se esses corpos gasosos se formam como estrelas ou como planetas. Estrelas pequenas e apagadiças, chamadas anãs-marrons, se formam como estrelas, a partir do colapso de bolas de poeira e gases, mas elas não tem a massa necessária para causar a ignição do combustível nuclear e brilharem como as demais estrelas. É possível que as anãs-marrons sejam pequenas como planetas.

Também é possível que planetas sejam “chutados” para fora de sistemas solares em formação, um período turbulento no qual os planetas em crescimento podem ser ejetados de suas órbitas devido a interações gravitacionais próximas com outros planetas ou mesmo outras estrelas. Sem uma estrela para orbitar, esses planetas irão se movimentar pela galáxia da mesma forma que nosso Sol e outras estrelas fazem: em órbitas estáveis em torno do centro da galáxia. O fato da presente pesquisa ter encontrado 10 “Júpiteres” isolados indica o cenário de “ejeção”, embora seja possível que ambos os mecanismos atuem ao mesmo tempo.

“Se os planetas isolados se formassem como estrelas, seria de se esperar que descobríssemos 1 ou 2 deles em nossa pesquisa, em vez de 10”, diz Bennett. “Os resultados indicam que os sistemas planetários frequentemente se tornam instáveis, com planetas sendo expulsos de seus locais de nascimento”.

A pesquisa – MOA –usa um telescópio de 1,8 m no Observatório Universitário do Monte John na Nova Zelândia para escanear regularmente as numerosas estrelas no centro de nossa galáxia em busca do que se chama de eventos de micro-lentes gravitacionais.

Esses eventos ocorrem quando algo, tal como uma estrela ou planeta, passa na frente de outra estrela mais distante. A gravidade do corpo que passa entorta a luz da estrela de fundo, fazendo com que essa fique mais brilhante e ampliada.

Corpos transeuntes com mais massa, tais como grandes estrelas, entortarão mais a luz da estrela de fundo, resultando em eventos que podem durar semanas. Corpos menores, do tipo planetas, causarão uma distorção menor e tornarão uma estrela mais brilhante por poucos dias ou menos.

A equipe de astrônomos descobriu cerca de 10 eventos de micro-lentes que indicam a presença de planetas isolados de massa aproximadamente igual à de Júpiter. Eles explicam que que não podem afirmar que alguns desses planetas não possam estar em órbitas extremamente distantes de suas estrelas, porém outras pesquisas indicam que planetas tipo Júpiter em órbitas tão distantes são raros.

De acordo com os modelos de como as estrelas são comuns em nossa galáxia, essa nova população de Júpiteres-isolados tem o dobro do número das estrelas em nossa galáxia. Da mesma forma, os pesquisadores dizem que planetas isolados podem ser expulsos de seus sistemas solares em números tão grandes que devem ser ao menos tantos quantos os planetas como o nosso, em órbita de uma estrela. .

Com base nessas predições, nossa galáxia pode abrigar centenas de bilhões de mundos solitários. A nova pesquisa é como um censo populacional: mediante a amostragem de uma parte da galáxia e com o conhecimento das limitações da pesquisa, os pesquisadores podem estimar um número de planetas isolados.

Um segundo grupo de observação de micro-lentes, o Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE),  contribuiu para esta descoberta. O grupo OGLE também observou vários desses eventos de micro-lentes e suas observações confirmaram, de forma independente, as análises do Grupo MOA. O falecido Bohdan Paczynski foi uma peça-chave ao instigar a cooperação entre o OGLE e outros grupos a partilharem seus dados assim que obtidos. Isso foi importante para a descoberta de muitos fenômenos de micro-lentes e, em grande parte, foi um dos motivos para que o MOA entrasse em contato com o OGLE para confirmar os resultados e escreverem um artigo em conjunto.

Veja o vídeo:

Um planeta solitário sob uma lente de aumento cósmica
.

Essa animação ilustra a técnica usada para descobrir os planetas isolados classe Júpiter, no espaço. Os astrônomos descobriram indícios de 10 desses mundos que se pensa terem sido ejetados de seus sistemas planetários durante a formação dos mesmos. .

A animação tem início mostrando a agitada região central de nossa Via Láctea, onde os planetas foram encontrados com um telescópio com base em terra. Então, dá um zoom em uma estrela que fica mais brilhante. Esse brilho aumentado é causado pela passagem de um planeta isolado não visível (e foi grandemente exagerado na animação). Quando acontece de um planeta passar na frente de uma estrela mais distante, sua gravidade faz com que a luz da estrela entorte e esse entortamento resulta em um brilho maior da estrela, observado pelo telescópio. Neste efeito, chamado de micro-lente gravitacional, a gravidade do planeta funciona como uma lente de aumento.

A próxima parte da animação mostra como o fenômeno de micro-lente de uma estrela pareceria se pudesse ser observado com uma resolução ainda maior. O ponto azul é o planeta (ampliado para ficar visível). O ponto brilhante do centro é a estrela, mostrado no meio de outras estrelas menores em vermelho e amarelo. Quando o planeta passa, sua gravidade faz com que a luz das estrelas se divida em várias imagens, espelhadas e reversas. Quando o planeta não está diretamente na frente da estrela principal, as várias imagens dela são retorcidas em arcos. O resultado geral é um aumento temporário do brilho da estrela.

Os astrônomos se referem ao formato circular que pode ser visto quando planeta passa pelas estrelas de “Anel de Einstein”. Quandoum planeta fica diretamente na frente de uma estrela, ele faz com que a luz da estrela se dobre em um completo Anel de Einstein. Quando o planeta se aproxima da estrela, faz com que a imagem da estrela pareçam distorcidas para longe do anel, ou invertidas dentro do anel.

A duração do evento de micro-lente revela a massa aproximada do corpo passante. Objetos tipo Júpiter fazem com que a estrela aumente o brilho mais rapidamente, por um ou dois dias apenas. Uma estrela que passasse faria com que o brilho da estrela mais distante aumentasse por um período de semanas.

A densidade geral das estrelas, assim como a luminosidade de suas imagens invertidas dentro dos anéis de Einstein, foi exagerada nesta animação para ajudar a mostrar os efeitos das lentes gravitacionais. É muito raro que um planeta passante distorça a luz de várias estrelas ao mesmo tempo.

A animação termina com uma concepção do artista sobre como deve se parecer um mundo tipo Júpiter-isolado.

O efeito de micro-lente gravitacional mostrado tem como base dados de simulação criados por M. Freeman (Universidade de Auckland, Nova Zelândia).

Crédito: NASA/JPL-Caltech

 

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Discussão - 2 comentários

  1. João Carlos disse:

    Eu gosto de acreditar que existe vida em outros planetas, mas certamente não será em um desses planetas solitários.

  2. e ainda tem pessoas que acreditam que só o ser humano existe haha concerteza tem vida lá fora extraterreste

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