Planetas solitários podem superar em número as estrelas

Ilustração de alta resolução da espaçonave romana contra um fundo estrelado. Crédito: Goddard Space Flight Center da NASA

Uma próxima missão da NASA pode descobrir que existem mais planetas solitários – planetas que flutuam no espaço sem orbitar o sol – do que estrelas na Via Láctea, teoriza um novo estudo.

“Isso nos dá uma janela para esses mundos que de outra forma não teríamos”, disse Samson Johnson, um estudante de astronomia da The Ohio State University e principal autor do estudo. “Imagine nosso pequeno planeta rochoso flutuando livremente no espaço – é isso que esta missão nos ajudará a encontrar.”

O estudo foi publicado no Astronomical Journal.

O estudo calculou que o próximo telescópio espacial Nancy Grace Roman da NASA poderia encontrar centenas de planetas errantes na Via Láctea. Identificar esses planetas, disse Johnson, ajudará os cientistas a inferir o número total de planetas invasores em nossa galáxia. Planetas errantes, ou de flutuação livre, são objetos isolados com massas semelhantes às dos planetas. A origem de tais objetos é desconhecida, mas uma possibilidade é que eles foram previamente ligados a uma estrela hospedeira.

“O universo pode estar repleto de planetas solitários e nem mesmo saberíamos disso”, disse Scott Gaudi, professor de astronomia e ilustre acadêmico da Universidade de Ohio e co-autor do artigo. “Jamais descobriríamos sem realizar uma pesquisa completa de microlente baseada no espaço, como Roman fará.”

O telescópio romano, nomeado em homenagem ao primeiro astrônomo-chefe da NASA que também era conhecido como a “mãe” do telescópio Hubble, tentará construir o primeiro censo de planetas solitários, que pode, disse Johnson, ajudar os cientistas a entender como esses planetas se formam. Roman também terá outros objetivos, incluindo a busca de planetas que orbitam estrelas em nossa galáxia.

Esse processo não é bem compreendido, embora os astrônomos saibam que é confuso. Planetas solitários podem se formar nos discos gasosos ao redor de estrelas jovens, semelhantes aos planetas ainda ligados às estrelas hospedeiras. Após a formação, eles poderiam mais tarde ser ejetados por meio de interações com outros planetas no sistema, ou mesmo por eventos de passagem por outras estrelas.

Esta animação mostra como a microlente gravitacional pode revelar mundos insulares. Quando um planeta invasor invisível passa na frente de uma estrela mais distante de nosso ponto de vista, a luz da estrela se curva à medida que passa pelo espaço-tempo deformado ao redor do planeta. O planeta atua como uma lupa cósmica, amplificando o brilho da estrela de fundo. Crédito: Goddard Space Flight Center / CI Lab da NASA

Ou podem se formar quando poeira e gás giram juntos, semelhante à forma como as estrelas se formam.

O telescópio romano, disse Johnson, foi projetado não apenas para localizar planetas flutuantes na Via Láctea, mas para testar as teorias e modelos que prevêem como esses planetas se formaram.

O estudo de Johnson descobriu que esta missão é provavelmente 10 vezes mais sensível a esses objetos do que os esforços existentes, que por enquanto são baseados em telescópios presos à superfície da Terra. Ele se concentrará nos planetas da Via Láctea, entre o nosso Sol e o centro da nossa galáxia, cobrindo cerca de 24.000 anos-luz.

“Vários planetas solitários foram descobertos, mas para realmente obter uma imagem completa, nossa melhor aposta é algo como Roman”, disse ele. “Esta é uma fronteira totalmente nova.”

Os planetas solitários são historicamente difíceis de detectar. Os astrônomos descobriram planetas fora do sistema solar da Terra na década de 1990. Esses planetas, chamados exoplanetas, variam de bolas de gás extremamente quentes a mundos rochosos e empoeirados. Muitos deles circundam suas próprias estrelas, da mesma forma que a Terra gira em torno do sol.

Mas é provável que alguns deles não o façam. E embora os astrônomos tenham teorias sobre como os planetas solitários se formam, nenhuma missão estudou esses mundos nos detalhes que Roman fará.

A missão, com lançamento programado para os próximos cinco anos, vai procurar planetas solitários usando uma técnica chamada microlente gravitacional. Essa técnica depende da gravidade das estrelas e planetas para dobrar e ampliar a luz proveniente das estrelas que passam por trás deles do ponto de vista do telescópio.

Esta ilustração mostra um planeta solitário vagando sozinho pela galáxia. Crédito: NASA / JPL-Caltech / R. Ferida (Caltech-IPAC)

Este efeito de microlente está conectado à Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein e permite que um telescópio encontre planetas a milhares de anos-luz de distância da Terra – muito mais longe do que outras técnicas de detecção de planetas.

Mas como a microlente funciona apenas quando a gravidade de um planeta ou estrela se curva e amplia a luz de outra estrela, o efeito de qualquer planeta ou estrela só é visível por um curto período de tempo a cada poucos milhões de anos. E como os planetas invasores estão situados no espaço por conta própria, sem uma estrela próxima, o telescópio deve ser altamente sensível para detectar essa ampliação.

O estudo publicado hoje estima que esta missão será capaz de identificar planetas solitários com a massa de Marte ou maiores. Marte é o segundo menor planeta do nosso sistema solar e tem apenas um pouco maior que a metade do tamanho da Terra.

Johnson disse que não é provável que esses planetas tenham vida. “Eles provavelmente seriam extremamente frios, porque não têm estrela”, disse ele. (Outras missões de pesquisa envolvendo astrônomos do estado de Ohio procurarão exoplanetas que poderiam hospedar vida.)

Mas estudá-los ajudará os cientistas a entender mais sobre como todos os planetas se formam, disse ele.

“Se encontrarmos muitos planetas rebeldes de baixa massa, saberemos que, à medida que as estrelas formam planetas, elas provavelmente estão ejetando um monte de outras coisas para a galáxia”, disse ele. “Isso nos ajuda a controlar o caminho de formação dos planetas em geral.”


Publicado em 23/08/2020 15h17

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