Astrônomos aprenderam a encontrar exoplanetas ao longo da trajetória de uma estrela

Os exoplanetas são muito pequenos e muito distantes para que possamos ver esses mundos diretamente com telescópios ópticos. Portanto, quase todos os 5300 exoplanetas descobertos até agora foram identificados de uma forma ou de outra indiretamente. Foi ainda mais surpreendente fazer a descoberta de um mundo alienígena usando uma rara observação astronômica e depois confirmar sua existência por observação direta. Mas o mais valioso nisso é a criação de uma nova técnica de busca de exoplanetas.

Uma das imagens do exoplaneta HIP-99770b do telescópio Subaru. Fonte da imagem: T. Currie/Subaru Telescope/UTSA

Na astronomia, dois métodos principais são usados ​​para procurar indiretamente por exoplanetas: trânsito e Doppler. No primeiro caso, os astrônomos procuram quedas repetidas no brilho das estrelas, quando o exoplaneta bloqueia sua luz ao passar pelo disco em movimento orbital e, no segundo caso, são registradas mudanças repetidas no comprimento de onda da luz estelar – o tão -chamado desvio Doppler. O par estrela-planeta gira em torno de um centro de massa comum e a estrela se aproxima de nós ou se afasta de nós, o que se reflete em seu espectro. Em ambos os casos, é possível detectar exoplanetas muito próximos das estrelas, o que dificulta vê-los em telescópios ópticos contra o fundo da luz brilhante das estrelas-mãe.

Mas você pode perceber a “dança” de uma estrela no céu de outra forma – astrometricamente. Ao medir a posição exata das estrelas no céu e sua velocidade radial, pode-se detectar a característica circular das estrelas em torno da linha que deveriam seguir ao girar em torno do centro da galáxia.

Fonte da imagem: ESA

Se houver um exoplaneta ou vários exoplanetas com massa suficiente no sistema estelar, a estrela se moverá em uma “cobra” característica. Tais dados foram encontrados nas observações da estação espacial europeia Gaia “Gaia”. “Gaia” mede com mais precisão as coordenadas das estrelas e sua velocidade em relação à Terra. Na verdade, ele constrói um mapa tridimensional das estrelas da Via Láctea em dinâmica, o que fornece muitas informações para uma ampla variedade de descobertas.

Várias estrelas já atraíram a atenção dos astrônomos, e uma delas – HIP-99770 – foi estudada para a presença de um exoplaneta. A partir dos dados do Gaia, ficou claro para qual ponto do universo olhar e, usando os telescópios ópticos Subaru e o Observatório Keck no Havaí, um exoplaneta foi detectado visualmente perto da estrela HIP-99770, chamada HIP-99770b.

Assim, o método astrométrico produziu uma estrela candidata a um sistema exoplanetário e a subsequente observação direta encontrou um mundo alienígena lá. Cerca de 50 outras estrelas candidatas foram identificadas a partir dos dados do Gaia e do banco de dados do antigo observatório orbital astrométrico europeu Hipparcos, “sinuando” o céu em seu movimento galáctico, onde também serão realizadas buscas ópticas por exoplanetas. Esses estudos ajudarão a desenvolver uma nova técnica para procurar mundos alienígenas.

O método testado pelos cientistas permite descobrir exoplanetas em órbitas distantes, o que é valioso por si só. O exoplaneta HIP-99770b tem 14–16 massas de Júpiter e é 1,05 vezes o raio de Júpiter. Ele gira em torno de uma estrela com massa de duas massas solares, portanto, estando três vezes mais distante de Júpiter (a uma distância de 15 UA), recebe aproximadamente a mesma quantidade de energia que Júpiter.

A observação direta do exoplaneta através de um telescópio, juntamente com o método astrométrico, permitiu não só obter dados sobre o tamanho, densidade e diâmetro do exoplaneta, mas também permitiu ver nuvens em sua atmosfera e até algo como o Cinturão de Kuiper em torno de uma estrela local. Sem dúvida, os cientistas estudarão um objeto tão interessante mais de uma vez, tentando obter mais dados sobre ele e sua atmosfera. Eventualmente, o gêmeo da Terra também será descoberto algum dia. E quanto mais maneiras tivermos de procurar esses exoplanetas, mais rápido isso acontecerá.