Exoplanetas, mundos além do Sistema Solar

Sobre a busca por Exoplanetas:

• Cientistas descobriram mais de 5.000 planetas fora do Sistema Solar, ou “exoplanetas”.
• A maioria das estrelas em nossa galáxia tem pelo menos um exoplaneta, e muitos são diferentes de qualquer mundo no Sistema Solar.
• Alguns exoplanetas podem ser habitáveis e são alvos principais na busca por vida além da Terra.

 

O que são exoplanetas?

Um exoplaneta, abreviação de “planeta extrasolar”, é qualquer planeta que não está no Sistema Solar. Alguns são gigantes gasosos como Júpiter e Saturno, alguns são rochosos como Mercúrio ou Marte, e outros são gelados como Netuno ou Urano. Uma fração selecionada — ainda não sabemos exatamente quantos — pode ser como a Terra, rochosa e com água líquida em suas superfícies.

Também há muitos exoplanetas que não se parecem com nada que temos no Sistema Solar. Um dos tipos mais comuns de planetas são os “super-Terras” e “mini-Netunos”, chamados assim porque são maiores que a Terra, mas menores que Netuno. Nenhum mundo assim existe ao redor do Sol. Também existem planetas, chamados de “planetas flutuantes” ou “planetas errantes”, que originalmente se formaram ao redor de uma estrela, mas depois foram expulsos para vagar pelo espaço sozinhos. Há planetas que orbitam suas estrelas hospedeiras em poucas horas e planetas que levam milênios para dar uma volta completa. Pode haver “mundos aquáticos” completamente cobertos por oceanos. E há sistemas planetários, como o TRAPPIST-1, onde vários planetas estão todos agrupados em órbitas muito próximas ao redor de sua estrela.

 

Por que devemos estudar exoplanetas?

Estamos sozinhos? Como chegamos até aqui? Cada nova descoberta de exoplaneta fornece um contexto importante para ajudar a responder a essas questões antigas.

Há apenas algumas décadas, toda a nossa compreensão sobre como seriam os mundos em todo o Universo estava limitada a apenas oito planetas: os mundos do nosso Sistema Solar. Nossas ideias sobre como os planetas se formam, de onde viemos e quão raros são planetas como a Terra — tudo estava restrito a essa amostra pequena. Mas, uma vez que os cientistas começaram a detectar planetas ao redor de outras estrelas, perceberam rapidamente que o Sistema Solar mostrava apenas uma pequena parte do quebra-cabeça.

Mesmo o primeiro exoplaneta descoberto ao redor de uma estrela semelhante ao Sol, chamado 51 Pegasi b, surpreendeu os astrônomos. O planeta tinha cerca da metade da massa de Júpiter, mas orbitava muito mais perto de sua estrela do que Mercúrio ao redor do Sol. A maioria dos cientistas não esperava que um planeta tão grande existisse em uma órbita tão próxima. Afinal, nada parecido existe em nosso próprio Sistema Solar, onde os planetas menores tendem a estar mais próximos da nossa estrela, enquanto os maiores orbitam mais longe. Os astrônomos tiveram que inventar um novo nome — Júpiteres quentes — para esses gigantes planetas que orbitam tão perto de suas estrelas.

 

Como 51 Pegasi b, os milhares de exoplanetas que os cientistas descobriram revolucionaram nossa compreensão do Universo. Esses novos mundos moldaram drasticamente nossas ideias sobre como os planetas se formam, como evoluem e seu potencial para abrigar vida.

Um dia, podemos até encontrar outro mundo que hospede vida. Com os contínuos avanços na pesquisa de exoplanetas, essa descoberta pode ocorrer durante a sua vida.

 

Como os cientistas descobrem exoplanetas?

Existem muitas maneiras diferentes de procurar mundos ao redor de outras estrelas. Muitas vezes, os cientistas não procuram os planetas diretamente, pois seria difícil detectá-los ao lado de estrelas maiores e mais brilhantes. Em vez disso, os astrônomos geralmente observam uma estrela em busca de sinais de que planetas possam estar ao seu redor.

 

Os primeiros exoplanetas ao redor de estrelas semelhantes ao Sol foram descobertos através do método da velocidade radial, que detecta planetas indiretamente monitorando o movimento da estrela mãe por meio do efeito Doppler. O método da velocidade radial ainda é uma técnica amplamente utilizada e poderosa, mas um grande avanço ocorreu em 2009 com o lançamento do telescópio espacial Kepler da NASA. Utilizando o método de trânsito, que observa o brilho de uma estrela ao longo do tempo para verificar se é eclipsado por um mundo em órbita, o Kepler descobriu quase 3.000 novos planetas. A espaçonave TESS da NASA agora segue os passos do Kepler e já descobriu mais de 400 planetas em trânsito até agora.

Outras maneiras comuns de descobrir exoplanetas incluem a microlente e a imagem direta. A microlente procura planetas observando como sua massa dobra o caminho da luz de outras estrelas, enquanto a imagem direta procura a luz que vem diretamente de um planeta.

Você também não precisa ser um cientista para ajudar a descobrir um exoplaneta! Você pode participar de vários projetos que buscam mundos alienígenas.

 

Como procuramos por planetas semelhantes à Terra?

Como a Terra é o único planeta conhecido até agora que abriga vida, organizações como a NASA e a Agência Espacial Europeia (ESA) priorizam a busca por mundos que se assemelhem ao nosso. De maneira geral, um planeta é chamado de “semelhante à Terra” se ele pode ter água líquida em uma superfície rochosa e uma atmosfera que possa suportar vida como conhecemos. Planetas semelhantes à Terra não são necessariamente do tamanho da Terra — afinal, Vênus tem aproximadamente o mesmo tamanho que a Terra, mas é um lugar muito diferente.

Para que um planeta tenha água líquida em sua superfície, uma das exigências básicas é que ele precise orbitar a uma distância adequada de sua estrela. Se um mundo orbitar muito longe de uma estrela, as temperaturas frias congelarão a água na superfície; e se orbitar muito perto, as temperaturas quentes a evaporarão. Entre esses dois extremos está o que os cientistas chamam de zona habitável: a faixa de órbitas ao redor de uma estrela onde a água líquida poderia existir na superfície de um planeta. Essa área também é conhecida como a “zona habitável” porque não é nem muito quente nem muito fria.

 

As definições da zona habitável variam, mesmo em torno da mesma estrela, porque o que acontece com a água de um planeta também pode depender de fatores pouco conhecidos, como sua geologia e atmosfera. Além disso, o fato de um planeta estar na zona habitável não significa necessariamente que ele pode abrigar vida — isso também depende de muitos outros fatores, como sua composição química, rotação e a radiação que recebe de sua estrela.

Ainda assim, um planeta rochoso na zona habitável é um alvo muito promissor na busca por vida. Até o momento, apenas cerca de 30 a 40 mundos como esses foram descobertos. Como, então, realmente procuramos por vida nesses planetas potencialmente habitáveis?

 

Como procuramos por vida em exoplanetas?

Principalmente, observamos suas atmosferas. Dependendo do contexto, a presença de certos gases, como vapor d’água, metano, oxigênio e dióxido de carbono, na atmosfera de um exoplaneta pode indicar a presença de vida. Observatórios podem detectar sinais desses gases por meio de imagem direta ou observando como a luz de um sistema exoplanetário muda antes, durante e depois de um trânsito planetário.

 

Referências bibliográficas:

https://www.nationalgeographic.com/science/article/exoplanets

https://www.space.com/17738-exoplanets.html

https://www.planetary.org/worlds/exoplanets