Os Exoplanetas

Você sabia que a contração e a rotação de uma nuvem de gás e poeira gerou, ao longo do tempo, tudo que hoje temos em nosso Sistema Solar? 

O Sol se formou onde se concentrou a maior parte da matéria, à medida que a velocidade de rotação dessa nuvem aumentava. Em torno do Sol, o material restante assumiu o formato de discos achatados. Progressivamente, a aglomeração da matéria nesses discos proporcionou o surgimento dos protoplanetas. Com o tempo, eles atraíram massa suficiente para adquirir o formato esférico e “limpar” a sua órbita, e assim formaram-se os planetas. A partir do material restante, nasceram também os cometas, asteróides e outros objetos.

Assim como o Sol, outras grandes estrelas se formaram.  Será que essas estrelas poderiam também ter planetas em sua órbita? A resposta é sim! Esses planetas que se encontram fora do nosso Sistema Solar, na órbita de outras estrelas, são chamados de exoplanetas.

Um exemplo de estrela que se formou como o nosso Sol é a anã vermelha Proxima Centauri. Ela é a estrela fora do Sistema Solar que está mais próxima da Terra, podendo ser identificada no céu na constelação do Centauro, a uma distância de aproximadamente 4,2 anos-luz (cerca de 40 trilhões de km) do nosso planeta. Em sua órbita foi descoberto, em 2016, 0 exoplaneta que é então o planeta mais próximo de nós dentre os que estão fora de nosso Sistema Solar. Seu nome é Proxima Centauri b, também chamado de Proxima b, que tem um período orbital de aproximadamente 11 dias.

Esta ilustração da NASA mostra uma estrela anã vermelha orbitada por um exoplaneta hipotético. As anãs vermelhas tendem a ser magneticamente ativas, exibindo proeminências de arco e uma variedade de manchas escuras. Crédito: NASA / ESA / G. Bacon (STScI)                                                                                         

Como detectar os exoplanetas?

Nós conseguimos enxergar apenas objetos que emitem ou refletem luz. Como os planetas não emitem luz, a melhor forma de identificá-los seria observando a luz que eles refletem. O problema é que, muitas vezes, a luz refletida pelo planeta é ofuscada pela luz emitida pela estrela que ele orbita. Seria como olhar para um poste de luz a cem metros de distância e ser capaz de detectar uma mariposa voando ao lado dele, a partir da luz refletida nela.

No entanto, existem outras maneiras diferentes de detectar os exoplanetas. Geralmente, eles são identificados a partir da observação dos efeitos de sua existência na estrela que ele orbita.

Trânsito

Muitos exoplanetas foram detectados ao observar a variação da intensidade do brilho da estrela que ele orbita, que diminui quando o planeta passa em frente a ela. Este tipo de observação é a mais utilizada para encontrar exoplanetas e é chamada de trânsito. Podemos identificar os planetas Vênus e Mercúrio dessa maneira, observando-os aqui da Terra, em determinadas épocas. No dia 11 de novembro do ano de 2019, por exemplo, foi possível observar o trânsito de Mercúrio. 

Variação da velocidade radial

Outra forma de detectar um exoplaneta é observando, por exemplo, a variação na posição da estrela ao longo do tempo. Esse método, chamado de variação da velocidade radial, só possibilita a observação de planetas gasosos com tamanhos próximos ou maiores que o de Júpiter. Quanto maior o tamanho do planeta e maior a proximidade dele com a estrela, mais a estrela parecerá estar dançando, ao observarmos a variação de sua posição ao longo do tempo. Isso está relacionado ao centro de massa.

O centro de massa é o ponto em que um objeto pode ser equilibrado. Por exemplo, se você tentar equilibrar um cabo de madeira em cima de seu dedo, estando o cabo na horizontal, você provavelmente posicionará o dedo no meio do cabo, onde está seu centro de massa. 

Mas, se você tentar fazer o mesmo com uma vassoura, o dedo não poderá estar posicionado no meio do cabo como antes, pois não é ali que está o centro de massa dela. Provavelmente você colocará o seu dedo em uma parte do cabo mais próximo das cerdas da vassoura. Quando você conseguir equilibrá-la, o seu dedo estará no centro de massa desse objeto. 

As estrelas se movimentam ao redor do centro de massa do sistema, que geralmente está localizado dentro da estrela. Quando existem planetas muito grandes como Júpiter, eles podem funcionar como as cerdas da vassoura e acabar interferindo na posição do centro de massa do sistema. 

Quanto mais perto o planeta estiver da estrela, maior será a variação dessa posição, que pode passar a se localizar fora da estrela. O movimento resultante da estrela fará com que ela pareça estar dançando.

O primeiro exoplaneta foi descoberto em 1995, por Michel Mayor e Didier Queloz da Universidade de Genebra. utilizando a técnica da variação da velocidade radial. Ele orbita uma estrela parecida com o Sol, a 51 Pegasi, a uma distância de 7 milhões de quilômetros dessa estrela.  

Outros métodos de detecção

Há outras formas de detectar exoplanetas, como a astrometria, a imagem direta deste exoplaneta ou a lente gravitacional. 

Até o momento, mais de 4.100 exoplanetas já foram confirmados, 5.200 aguardam confirmação e ainda há muitos outros a serem descobertos!

A concepção deste artista mostra um jovem planeta hipotético em torno de uma estrela fria.  Observações do Telescópio Espacial Spitzer da NASA sugerem que os planetas em torno de estrelas frias – as chamadas anãs M e anãs marrons espalhadas por toda a nossa galáxia – podem possuir uma mistura diferente de produtos químicos formadores de vida. Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech

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[Texto de autoria de Letícia Rioga, estagiária do Núcleo de Astronomia]