Como os astrônomos descobrem exoplanetas, que estão fora do nosso Sistema Solar

Além dos planetas do nosso Sistema Solar, astrônomos também estudam os chamados ‘exoplanetas’ — os que estão orbitando uma estela que não são o nosso Sol. Segundo a Nasa já foram descobertos 4.912 exoplanetas e há ao menos 8.493 candidatos.

O satélite aposentado Kepler descobriu quase metade desses primeiros deles em apenas uma região do céu, informa a Nasa.

A descoberta de exoplanetas não apenas ajuda a humanidade a entender melhor a prevalência potencial da vida em outras partes do universo, mas também como a Terra e o Sistema Solar foram formados.

E, apesar de quase cinco mil deles já terem sido descobertos, há alguns empecilhos no processo de identificar alguns exoplanetas, como disse à CNN o professor José Dias do Nascimento Júnior, PhD pela Universidade Paul Sabatier (França) e pesquisador associado em Harvard-Smithsonian.

“Os exoplanetas são principalmente descobertos em sua maioria por método indiretos, uma vez que é muito difícil de serem observados diretamente com telescópios. São corpos pequenos (sem luz própria) e que ficam ofuscados pelo brilho intenso das estrelas que orbitam. ‘Ver’, seria como tentar achar o brilho de  um vaga-lume ao lado de um farol naval sinalizador”, comenta.

Segundo a Nasa, a má notícia sobre os exoplanetas é que ainda não temos como alcançá-los e não deixaremos pegadas neles tão cedo.

A boa notícia é que podemos observá-los, medir suas temperaturas, provar suas atmosferas e, talvez um dia em breve, detectar sinais de vida que podem estar escondidos em pixels de luz capturados.

Para se ter ideia de comparação, embora os exoplanetas estejam distantes – mesmo o exoplaneta mais próximo conhecido da Terra, Proxima Centauri b  ainda está a cerca de quatro anos-luz de distância (Um ano luz tem 9,46 trilhões de quilômetros).

Aline Novais, mestre em astronomia e doutoranda no Observatório do Valongo, da  Universidade Federal do Rio de Janeiro, disse à CNN que com a tecnologia atual que temos, seria necessário muito mais tempo para viajar até lá.

“Para efeitos de comparação, viajando na velocidade da sonda New Horizons (16.2 km/s, que é 0.000054 vezes a velocidade da luz), a viagem duraria mais de 70 mil anos”, aponta.

Como os exoplanetas são descobertos

O professor Helio Jaques Rocha-Pinto, astrônomo e presidente da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), explicou à CNN que a técnica para identificar um planeta consiste na observação da luz da estrela que o planeta orbita.

“É dessa forma que os planetas do Sistema Solar se tornam visíveis. Idealmente gostaríamos de encontrar outros planetas ao redor de estrelas distantes usando essa mesma técnica.”

Nascimento Júnior aponta que os astrônomos usam métodos criativos que revelam a presença destes planetas distantes. “Estes métodos exploram os efeitos que o planeta produz nas estrelas que orbitam. Temos seis principais técnicas de detecção de exoplanetas. Chamados de técnica de Velocidade Radial; Astrometria; Trânsito; Microlentes gravitacionais; Imageamento e Pulsar.”

Contudo, as estrelas estão tão distantes, que a separação (no céu) entre estrela e planeta fica muito pequena — apenas telescópios de grande porte conseguem fazer a separação óptica entre ambos.

“Além disso, a estrela é muitas vezes mais brilhante que os seus planetas; isso ofusca a imagem do planeta, dificultando ainda mais sua detecção. Devido a isso, o modo mais direto que poderíamos usar para encontrar um exoplaneta — isto é, vê-lo — só foi possível em alguns poucos casos, quando a estrela era uma gigante fria (nesse caso o contraste de intensidade com a luz do planeta é menor) e o planeta estava mais afastado da estrela”, acrescenta  Rocha-Pinto.

Grande parte dos dos exoplanetas detectados até hoje foram com a técnica de Trânsito, como explica Nascimento Júnior.  “É hoje o mais famoso, devido ao sucesso das missões espaciais (satélites espaciais, CoRoT da ESA, Kepler da ESA e da Nasa)”, aponta.

O professor explica que a técnica consiste em observar porque, “quando o planeta orbita sua estrela, e este planeta às vezes cruza o disco e na travessia — que chamamos de trânsito planetário — ele bloqueia um pouco da luz da estrela. Como o bloqueio é pequeno, este método é eficaz em observações espaciais.”

Tipos de exoplanetas

Mas nem todos esses planetas são iguais. Novais explica que existem exoplanetas com as mais variadas características.

Para se ter ideia de comparação, a Terra é considerada um planeta rochoso, assim como Marte, Mercúrio e Vênus.

Dessa forma, quando um exoplaneta rochoso de tamanho aproximado ao da Terra é descoberto, ele ganha o apelido de “planeta terrestre”. No entanto, a semelhança não significa que mantém as mesmas condições que a Terra.

Novais explica que alguns podem ser parecidos com os planetas que temos no Sistema Solar, porém outros são bem distintos.

“Por exemplo, chamamos de planetas tipo Júpiter aqueles com características principais (raio, massa) semelhantes a Júpiter. A mesma coisa com planetas tipo Netuno. Existem também planetas rochosos (ou terrestres) com massa/raio comparável à Terra”, comenta.

Nascimento Júnior aponta ainda que os exoplanetas que orbitam outras estrelas são bem “estranhos” quando comparados com os exemplos encontrados no nosso Sistema Solar.

“A maioria é dramaticamente diferente. De maneira geral, os planetas pequenos são rochosos, planetas grandes são gasosos e os que estão no meio podem ser aquosos. Às vezes, chamados de Super-Terras, porque são bem maiores que a Terra e com possibilidade de abrigar oceanos de água líquida”, disse o pesquisador associado em Harvard-Smithsonian.

Novais aponta que, no entanto, nenhuma dessas definições é oficial. Segundo a astrônoma, muitos dos planetas já detectados se encontram extremamente próximos de sua estrela, muito mais próximos do que Mercúrio está do Sol e eles costumam ser denominados “quentes”.

“Como é o caso de Júpiteres quentes (hot Jupiters) ou Netunos quentes (hot Neptunes). Temos ainda planetas como super Terras e mini Netunos, cuja denominação vem por eles terem massas maiores do que a da Terra, porém menores do que a de Urano/Netuno”, explica a astrônoma.

Busca por bioassinatura

Nascimento Júnior explica que precisamos ‘ir além’ com relação à descoberta dos exoplanetas. Até agora, a Terra é o único planeta que conhecemos com vida. No entanto, cientistas de todo o mundo, focados em bioassinaturas, estão procurando na galáxia por planetas semelhantes ao nosso e por sinais de vida.

A distância que a Terra orbita o Sol é considerada ‘certa’ para que a água permaneça líquida e a água, como a conhecemos, é fundamental para a sobrevivência.

De acordo com a Nasa, essa distância do Sol é chamada de zona habitável, ou zona de Cachinhos Dourados.

Os exoplanetas rochosos encontrados nas zonas habitáveis ​​de suas estrelas são alvos mais prováveis ​​para detectar água líquida em suas superfícies.

O chamado Kepler-22b foi o primeiro planeta descoberto dentro da zona habitável de uma estrela semelhante ao Sol, uma região próxima da estrela em que pode existir água líquida.

O 22-b foi o primeiro planeta que a missão Kepler confirmou estar posicionado em uma zona habitável. O exoplaneta tem 2,4 vezes o tamanho da Terra — o menor já encontrado em área que pode abrigar vida.

Como os diferentes seres na Terra, há uma adaptação constante à mutação como temperatura, radiação, salinidade, acidez e aridez. Dessa forma, pode ser possível que a vida tenha começado em outros mundos e se adaptado a condições bastante alheias ao que estamos acostumados.

No caso dos exoplanetas, começar por classificar o tipo de atmosfera é um passo importante para saber se a vida pode permanecer por lá de forma estável, como explicou o professor Nascimento Júnior.

“O processo de evolução dos exoplanetas seguem leis da física, química e da ciência de forma geral e que podem ser simétricas. Planetas com vulcões, por exemplo, seguem uma evolução estabelecida por relações entre estes e sua atmosfera com seus gases”, afirma.

Novais aponta que estudar a atmosfera é fundamental para a compreensão dos processos de formação e evolução sofridos por um planeta e seu sistema, podendo também nos dar pistas sobre a natureza e comportamento do nosso próprio planeta, da nossa atmosfera, e dos outros planetas do Sistema Solar.

“A análise da atmosfera de um exoplaneta é a melhor forma que temos de inferir a habitabilidade daquele ambiente, através da caracterização de sua estrutura e composição, em busca de bioassinaturas”, explica a astrônoma.

Para Nascimento Júnior, a Terra obedece a um conjunto particular de parâmetros. “Nada impede que exoplanetas, nesta possibilidade cósmica da diversidade, sejam parecidos e muito parecidos uns com os outros”, finaliza.