Abundância de planetas extrassolares

Número não para de crescer e deve aumentar mais com atuação de satélites

(Scientific American Brasil) Quando o monge católico Giordano Bruno afirmou em 1584 que havia “inúmeros sóis e inúmeras terras” no céu, foi acusado de heresia. Mesmo em sua época, a ideia de uma pluralidade de mundos não era inteiramente nova. Na Grécia antiga, já se pensava na possibilidade de existência de outros sistemas planetários, possivelmente com outras formas de vida. “Há infinitos mundos, parecidos ou não com o nosso. Assim como os átomos são infinitos em número, não há em nenhuma parte obstáculo ao número infinito de mundos”, dizia Epicuro (341-270 a.C.).

Ao retomar a ideia de Aristarco de Samos (270 a.C.) e mostrar no início do século 16 que a Terra girava em torno do Sol e não o contrário, Copérnico não mudou apenas o paradigma de local privilegiado para a Terra, mas mostrou a possibilidade de planetas orbitarem estrelas.

Hoje sabemos que planetas não são figuras exóticas que podem existir em torno de algumas estrelas, mas subprodutos da formação estelar cuja massa total é insignificante se comparada à massa da estrela. No Sistema Solar, a massa total de tudo que existe em torno do Sol representa apenas 0,1% da massa solar.

A primeira procura sistemática por exoplanetas apareceu somente no final do século 17, com os trabalhos de Christian Huygens. Em setembro de 1916, Edward E. Barnard anunciou a descoberta de movimento próprio exagerado de uma estrela pequena e avermelhada na constelação de Ofiúco (o serpentário), que só podia ser entendido como decorrente da perturbação gravitacional da posição da estrela pela presença de um ou mais planetas. No início dos anos 50, Peter van de Kamp concluiu que o bamboleio da estrela de Barnard era provocado por um planeta com cerca de 1,6 massa de Júpiter. Posteriormente, em 1982, ele sugeriu dois planetas em órbitas circulares, com 0,7 e 0,5 massa de Júpiter. Desde então várias pessoas estudaram esse caso, e até o momento nada foi comprovado.

A primeira confi rmação de exoplaneta surgiu apenas em 1990 com os radioastrônomos Aleksander Wolszczan e Dale Frail. Eles descobriram dois planetas orbitando o pulsar PSR 1257+12. Na época houve resistência da comunidade astronômica em aceitar os resultados, pois não era de esperar a existência de planetas em torno de uma estrela que morrera explosivamente como supernova.

Michel Mayor e Didier Queloz anunciaram, em outubro de 1995, a descoberta de um planeta em torno da estrela 51 Pegasi. Desde então, a taxa de descoberta cresce rapidamente, sobretudo com a disponibilidade de instrumentação espacial dedicada à procura de exoplanetas.

Atualmente são conhecidos cerca de 460 exoplanetas, em pelo menos 370 sistemas planetários. A maioria desses planetas é parecida com Júpiter em massa e tamanho, porém eles estão mais próximos de suas estrelas. Boa parte deles está tão próxima da sua estrela quanto a Terra do Sol. Alguns estão em distâncias menores que a distância de Mercúrio ao Sol. Estes exoplanetas estão sendo destruídos pelo calor, deixando rastros de gás como caudas de cometas. É o caso do exoplaneta TrES-3b, que dá uma volta em torno da estrela TrES-3 em apenas 31 horas. Poucos exoplanetas gasosos estão distantes de suas estrelas quanto Júpiter está do Sol.

CoRoT-7b é um exoplaneta rochoso e tem massa cinco vezes maior que a terrestre, o menor conhecido até o momento. Isso, no entanto, não o torna parecido com a Terra, pois sua história parece ser bem diferente da terrestre. Ele deve ter nascido como um exoplaneta semelhante a Saturno, mas foi desgastado pelo vento estelar devido a sua proximidade com a estrela. A duração de seu ano é de apenas 20,4 horas.

Até o momento não foi descoberto um sistema planetário que lembre o Sistema Solar em estrutura. Essas discrepâncias, no entanto, podem não ser regra. De certa forma, o que descobrimos é decorrência das limitações técnicas e amostragem reduzida.

O Sol é a estrela que melhor conhecemos, assim como os planetas que giram em torno dele. O Sol é o único corpo celeste monitorado 24 horas por dia e visto em 3D (projeto Stereo). Os planetas estão tão próximos que podemos enviar sondas para estudá-los de perto. Por isso os conhecemos tão bem. Embora as demais estrelas estejam muito distantes, a ponto de não conseguirmos ver detalhes como observamos no Sol, a amostragem delas é tão vasta que encontramos todos os tipos de estrelas e em todos os estágios de vida. O mesmo não ocorre com os sistemas planetários externos. Eles estão longe demais para ser estudados em detalhes com a instrumentação de que dispomos. O brilho refletido pelos objetos é muitíssimo menor que o das suas estrelas. Além disso, as dimensões dos exoplanetas e o tamanho de suas órbitas se tornam diminutos quando vistos de distâncias tão grandes. Para suplantar essas dificuldades precisamos de instrumentação mais potente, de solo ou espacial. Um exemplo é o recente e moderno satélite Kepler: em menos de dois meses ele descobriu cerca de 750 candidatos a exoplanetas. Esta amostragem é maior que a acumulada nos últimos 15 anos.

Será que no futuro encontraremos um sistema parecido com o Solar ou, melhor ainda, um planeta parecido com o osso? É esperar para ver.

Pesquisa revela órbitas inclinadas em sistema planetário próximo

Dois objetos massivos que orbitam a estrela Upsilon Andromedae estão bem desalinhados, o que muda o conceito de modelagem da dinâmica de sistemas extrassolares

O sistema planetário de Upsilon Andromedae parece ser muito diferente de nosso Sistema Solar, no qual todos os planetas seguem o mesmo plano orbital

(Scientific American Brasil) Quanto mais aprendemos sobre os sistemas planetários espalhados pela galáxia, mais nosso Sistema Solar parecer ser único. Um grupo de pesquisa mediu a inclinação orbital de dois grandes objetos circulando a estrela Upsilon Andromedae, a cerca de 44 anos-luz da Terra, e descobriu que as duas órbitas estão desalinhadas em cerca de 30 graus. Em comparação, os planetas de nosso Sistema Solar – especialmente os mais massivos – ficam próximos de um plano orbital comum. Os pesquisadores anunciaram sua descoberta, publicada no volume de 1º de junho do Astrophysical Journal, na reunião semestral da American Astronomical Society realizada recentemente em Miami.

“É a primeira vez que medimos a inclinação de múltiplos planetas em um sistema que não é plano”, afirmou Barbara McArthur, principal autora do estudo e cientista pesquisadora da University of Texas, em Austin.

O sistema Upsilon Andromedae contém pelo menos três planetas, o primeiro e menor deles descoberto em 1996. Quando o segundo e o terceiro planetas, mais massivos, foram encontrados, em 1999, a Upsilon Andromedae se tornou a primeira estrela conhecida semelhante ao Sol a ter um sistema multiplanetário. Foram as órbitas desses dois objetos, que circundam a estrela a distâncias maiores do que sua contraparte menor, que McArthur e seus colegas conseguiram medir na nova pesquisa. O grupo de McArthur adicionou uma grande quantidade de dados de observatórios terrestres a medições astrométricas precisas feitas pelo Telescópio Espacial Hubble. Os instrumentos de astrometria do Hubble rastreiam a posição de uma estrela no céu e são sensíveis o suficiente para detectar a deflexão de uma estrela induzida pelo arraste gravitacional dos planetas que a orbitam.

Quando combinada com medições de velocidade radial terrestre, que determinam o quanto o mesmo movimento orbital puxa a estrela para perto e para longe da Terra, a astrometria produz uma imagem bastante completa dos parâmetros físicos e orbitais de um objeto. Nesse caso, as medições astrométricas dos dois objetos garantiram algumas surpresas: por exemplo, o que se pensava ser o maior dos dois planetas, apareceu menos massivo que seu vizinho. E o que se pensava ser o menor planeta acabou sendo tão massivo que, por uma definição exclusivamente baseada em sua massa, foi classificado como um tipo de estrela falha conhecida como anã marrom. McArthur disse que prefere pensar esse planeta como um “super Júpiter”, porque é muito provável que ele tenha se formado como planeta, não como estrela.

Mas talvez a maior surpresa seja como esse detalhado estudo de um sistema planetário revelou o mesmo tipo de diversidade em estruturas de grande-escala que os astrônomos têm encontrado entre planetas individuais. “Estou aqui para lhes dizer que não estamos mais no Kansas, pelo menos no que se refere a sistemas planetários”, afirmou McArthur. A implicação disso é que ao modelar a dinâmica de sistemas planetários extrassolares, astrônomos e cientistas planetários não podem mais assumir que as órbitas de múltiplos planetas compartilhem um mesmo plano.

McArthur disse que o sistema Upsilon Andromedae pode ter começado parecido com nosso Sistema Solar, apenas para ser despedaçado por uma variedade de mecanismos. A ejeção dinâmica de um antigo planeta do sistema pode ter certo efeito, assim como a aproximação da companheira da estrela do sistema binário, Upsilon Andromedae B. Além disso, colisões entre protoplanetas no início da formação do sistema podem ter mandado um ou mais objetos para fora de sua órbita original.

O astrofísico Philip Armitage da University of Colorado, em Boulder, que não contribuiu para a nova pesquisa, observou que os planetas inclinados individualmente já haviam sido encontrados antes, mas sua inclinação só havia sido aferida em relação ao eixo de rotação de sua estrela-mãe, não em relação a nenhum dos outros planetas. A descoberta de objetos desalinhados possivelmente resultantes de colisões e ejeções no sistema Upsilon Andromedae, comentou ele, apoia a teoria de que “sistemas planetários em formação são frequentemente superpopulosos, se me permite a expressão”.

Fritz Benedict, um dos coautores do estudo e colega de McArthur na University of Texas, disse que apesar de não haver muito mais sistemas planetários conhecidos próximos o suficiente para o Hubble examinar astrometricamente, observando todos eles os astrônomos podem ter uma ideia melhor de quão único é nosso Sistema Solar. “Estamos trabalhando em mais quatro e esses são os únicos que têm uma chance com o Hubble”, avaliou Benedict. Com a adição do Sistema Solar, e agora do Upsilon Andromedae, temos seis sistemas planetários cujas inclinações orbitais podem teoricamente ser medidas e Benedict disse que os dados sobre o resto do grupo podem estar disponíveis dentro de um ano e meio.

Telescópio acha 140 planetas que podem ter vida

Kepler descobre planetas quando eles passam em frente a sua estrela, assim como registra Vênus ou Mercúrio ao passarem em frente ao Sol

(Terra) Cientistas anunciaram a descoberta de 140 novos planetas parecidos com a Terra encontrados nas últimas semanas. Com os novos dados, os cientistas acreditam que existam cerca de 100 milhões de planetas parecidos com o nosso e que possam abrigar vida apenas na Via Láctea. As informações são do Daily Mail.

Os achados foram feitos pelo telescópio espacial Kepler, que procura novos planetas desde que foi lançado, em janeiro de 2009. Segundo o astrônomo Dimitar Sasselov, os planetas têm tamanho parecido com o da Terra. O cientista descreveu a descoberta como a "realização do sonho de Copérnico", em referência ao pai da astronomia moderna.

Novos planetas fora do sistema solar são descobertos quando eles passam em frente a sua estrela. O telescópio não capta uma imagem direta, mas registra a minúscula diminuição do brilho do astro quando o planeta passa em frente. Essa passagem causa "piscadas" na luz. Pelo cálculo da diminuição de brilho, do tempo entre as "piscadas" e da massa da estrela, os astrônomos conseguem descobrir o tamanho do planeta.

O Kepler continuará pesquisando o céu dia e noite, sem interrupção, pelos próximos quatro anos, segundo o cientista. Sasselov afirma que nos últimos 15 anos cerca de 500 exoplanetas foram descobertos, mas nenhum foi considerado parecido com a Terra, ou seja, com a possibilidade de abrigar vida.

"Vida é um sistema químico que realmente necessita de um planeta pequeno, água e pedras e uma grande quantidade de complexos químicos para surgir e sobreviver. (...) Tem um monte de trabalho para fazermos com isso, mas os resultados estatísticos são claros e planetas como a nossa Terra estão lá fora. (...) Nossa própria Via Láctea é rica nesse tipo de planetas", disse o astrônomo durante a apresentação dos resultados do Kepler na conferência TEDGlobal, em Oxford, no Reino Unido.

NOVO MÉTODO DE PESQUISA EXTRASOLAR PODE DESCOBRIR PLANETAS TIPO-TERRA

Esta imagem mostra a ténue estrela WASP-3 (magnitude 10,5 ou cerca de 60 vezes mais ténue do que o olho humano consegue observar) no centro, usando o telescópio de 35 polegadas do Observatório da Universidade de Jena. A estrela está ampliada com maior sensibilidade e resolução na imagem no canto inferior esquerdo. WASP-3 encontra-se a 700 anos-luz da Terra na direcção da constelação de Lira. A imagem é uma composição de três imagens obtidas em três filtros diferentes (azul, visual e vermelho) e a pequena usa apenas o filtro vermelho.
Crédito: Gracan Maciejewski, Dinko Dimitrov, Ralph Neuhäuser, Andrzej Niedzielski et al.

(Astronomia On Line - Portugal) De acordo com um novo estudo, uma nova técnica de pesquisa de exoplanetas usada para detectar um exótico mundo pode ser sensível o suficiente para ajudar os astrónomos a descobrir planetas com o tamanho da Terra em órbita de outras estrelas.

O novo método, TTV (Transit Timing Variation), foi desenvolvido por uma equipa de astrónomos europeus liderados por Gracjan Maciejewski da Universidade de Jena na Alemanha.

A técnica foi usada para descobrir um planeta com 15 vezes a massa da Terra, localizada no sistema estelar WASP-3, a 700 anos-luz do Sol na direcção da constelação de Lira.

No entanto, os investigadores afirmam que o alto grau de sensibilidade do método pode torná-lo uma ferramenta valiosa para localizar pequenos planetas com massas semelhantes à da Terra.

Os resultados do estudo foram aceites para publicação numa edição futura da revista mensal da Sociedade Astronómica Real.

A técnica TTV foi sugerida como uma proposta viável para a descoberta de planetas extrasolares - ou exoplanetas - há alguns anos. Tem como base o actual método de trânsito, em uso há já alguns anos, sobretudo pelas missões espaciais Kepler e CoRoT que pesquisam o cosmos por planetas tipo-Terra.

Os trânsitos ocorrem quando um planeta passa em frente da sua estrela-mãe, bloqueando temporariamente alguma luz estelar da perspectiva da Terra. Durante estes trânsitos, os astrónomos podem medir a quebra na luz da estrela, assinalando a passagem de um planeta.

O novo método permite aos astrónomos identificarem planetas mais pequenos cujos próprios trânsitos não são suficientes para reduzir significativamente a luz emitida pela estrela. No entanto, se planetas mais pequenos existirem em adição a um grande planeta, estes exercem um puxo gravitacional sobre o maior e alteram a sua órbita, provocando desvios no ciclo regular de trânsitos.

A técnica TTV compara estes desvios com previsões feitas a partir de vastos cálculos computacionais. As estimativas permitem aos astrónomos inferir a composição preliminar do sistema planetário em estudo - incluíndo a presença de possíveis planetas tipo-Terra.

Para o seu estudo, Maciejewski e a sua equipa de investigadores usaram os telescópios de 35 polegadas do Observatório da Universidade de Jena e o telescópio de 24 polegadas do Observatório Astrónomico Nacional de Rohzen na Bulgário, para estudar os trânsitos de WASP-3b, um grande planeta com uma massa 630 vezes a da Terra.

As suas observações levaram a uma descoberta inesperada.

"Nós detectámos variações periódicas no 'timing' do trânsito de WASP-3b," anunciou Maciejewski. "Estas variações podem ser explicadas por um planeta adicional no sistema, com uma massa de 15 Terras (ou a massa de Urano) e um período de 3,75 dias."

Este recém-descoberto planeta foi apelidado de WASP-3c, e está entre os exoplanetas mais pequenos descobertos até à data. É também um dos planetas menos massivos conhecidos a orbitar uma estrela mais massiva que o Sol.

Esta descoberta marca a primeira vez que um planeta extrasolar foi descoberto usando o método TTV.

Os investigadores acrescentaram que a detecção de planetas com menos de 15 vezes a massa da Terra torna o sistema WASP-3 muito interessante.

A órbita do novo planeta tem o dobro da do planeta mais massivo. Tal configuração é provavelmente o resultado da evolução do sistema planetário.

A capacidade do método TTV em detectar pequenos planetas pode ajudar os astrónomos a localizar mais destes exoplanetas tipo-Terra no futuro.

Por exemplo, um planeta com a massa da Terra irá puxar um gigante gasoso comum que orbita perto da sua estrela e provocar desvios cronológicos nos trânsitos destes objectos maiores até um minuto. Este efeito é suficiente para ser detectado com telescópios com 1 metro de abertura, ou seja, relativamente pequenos. Quaisquer potenciais descobertas podem então ser seguidas por instrumentos maiores.

Esquema que mostra as órbitas dos dois planetas no sistema WASP-3.
Crédito: Maciejewski et al.

Hubble confirma que planeta superquente tem cauda como cometa

O planeta, localizado a 153 anos-luz da Terra, tem uma massa pouco menor que a de Júpiter

Ilustração da cauda de HD 209458b, composta pela atmosfera soprada pelo vento estelar. Divulgação

(Estadão) Pesquisadores usando o Telescópio Espacial Hubble confirmaram a existência de um objeto que pode ser classificado como um "planeta cometário". O gigante gasoso, chamado HD 209458b,orbita tão perto de sua estrela que a atmosfera aquecida está fugindo para o espaço.

Observações feitas com o instrumento do Hubble chamado Espectrógrafo Origens Cósmicas (COS, na sigla em inglês) indicam que potentes ventos estelares varrem o material eliminado pela atmosfera para trás do planeta, moldando os gases eliminados numa cauda como a de um cometa.

"Desde 2003 que cientistas teorizam que a massa perdida está sendo empurrada para trás numa cauda, e já há cálculos de como ela deve ser", afirmou, em nota, o astrônomo Jeffrey Linsky, líder do estudo. "Acredito que temos a melhor evidência observacional para apoiar essa teoria. Medimos o gás que deixa o planeta em velocidades específicas".

O planeta, localizado a 153 anos-luz da Terra, tem uma massa pouco menor que a de Júpiter, mas a distância que o separa da estrela é apenas 1% da que existe entre Júpiter e o Sol. Este é um dos planetas extrassolares mais longamente estudados, porque foi um dos primeiros planetas descobertos a fazer trânsitos - isto é, cortar a linha de visão entre sua estrela e a Terra.

Durante um trânsito, astrônomos têm a oportunidade de estudar a estrutura e a composição química da atmosfera planetária, a partir da luz estelar que se filtra por ela.

O COS detectou elementos pesados, carbono e silício, na atmosfera superaquecida de mais de 1.000º C. Essa detecção revelou que a estrela está aquecendo a atmosfera por inteiro, arrastando para o alto os elementos mais pesados e permitindo que escapem para o espaço.

O instrumento também mostrou que o material que deixa o planeta não parte todo na mesma velocidade. "Encontramos gás escapando a altas velocidades, com uma grande parte fluindo a mais de 30.000 km/h", disse Linsky. "Esse grande fluxo de gás é provavelmente gás arrastado pelo vento estelar para formar uma cauda que segue o planeta".

Os resultados da análise aparecem na publicação especializada The Astrophysical Journal.

----

Matérias similares no UOL, AstroPT, Inovação Tecnológica e Agência FAPESP

Luas extrasolares mais próximas

(AstroPT) O fantástico trabalho feito com o planeta extrasolar TrES-2b, permite agora já sermos capazes de detectar algumas possíveis luas extrasolares à volta de exoplanetas.

Leiam em inglês, aqui.

Leiam também, em inglês, este artigo, este e este.

WASP-3c

(AstroPT) A descoberta indirecta do planeta extrasolar WASP-3c, utilizando os dados da órbita do planeta extrasolar WASP-3b.

Leiam em inglês, aqui.