De que maneira comumente os astrônomos buscam encontrar exoplanetas

Os planetas que orbitam outras estrelas que não o Sol estão a dezenas, ou mesmo centenas de anos-luz da Terra. Como é que os astrónomos descobrem planetas que estão assim tão longe, que é quase impossível vê-los diretamente? Siga os links em baixo e explore infografias que ilustram alguns conceitos e métodos desta área fascinante.


Velocidades radiais – Como saber a massa de um planeta

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Um planeta não orbita em volta de uma estrela. De facto, ambos orbitam em torno de um ponto de equilíbrio, que não está no centro da estrela. Assim sendo, a presença de um planeta em torno de uma estrela faz com que esta se mova.

É esse movimento da estrela, induzido por um planeta, que os astrónomos detetam com o método das velocidades radiais. Saber mais »


Trânsitos – Como saber o tamanho de um planeta

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Quando um planeta, por mais pequeno que seja, passa diante de uma estrela (se assim for possível ver o conjunto estrela-planeta do nosso ponto de vista da Terra) o brilho que nos chega da estrela sofre uma ligeiríssima diminuição. Este é o método dos trânsitos. Saber mais »


Astrometria – Quando uma estrela se move no céu

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Um planeta não orbita em volta de uma estrela. De facto, ambos orbitam em torno de um ponto de equilíbrio, que está no interior da estrela, mas não no seu centro. Por isso a estrela também se move sob o efeito gravítico do planeta. É esse movimento da estrela, induzido por um planeta, que os astrónomos detetam com o método das astrometria. Saber mais »


Lentes gravitacionais

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Corpos massivos curvam a luz emitida por objetos no plano de fundo. Quando uma estrela passa à frente de uma outra estrela distante, ou de um quasar, a luz do objeto de fundo é magnificada. Esse efeito de ampliação, ou deformação, só acontece se houver um alinhamento quase perfeito entre as duas estrelas e a Terra, o que torna estes eventos muito raros.
[Infografia disponível em breve]


Máquinas de caçar planetas

Pedro Figueira, do Observatório Europeu do Sul (ESO) e do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), descreve alguns dos instrumentos usados pelos astrónomos para “caçar” 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.

De que maneira comumente os astrônomos buscam encontrar exoplanetas

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!

De que maneira comumente os astrônomos buscam encontrar exoplanetas

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]

Como os astrônomos descobrem exoplanetas?

“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.

O que os exoplanetas tem em comum com a Terra?

Os exoplanetas do Tamanho da Terra são parecidos em tamanho com o nosso planeta, enquanto os planetas Semelhantes a Terra têm várias características em comum com o nosso planeta, incluindo atmosfera semelhante e possível água líquida na superfície.

Como os cientistas conseguem saber como são os planetas?

Astrônomos estudam o universo, suas galáxias e corpos celestes, além de observarem modificações do sistema solar por meio de satélites, telescópios e câmeras com alta tecnologia para registrar explosões de estrelas gigantes, como as supernovas, ou surgimento de buracos negros.

Como Buscar exoplanetas?

Existem três técnicas que são mais eficientes para a detecção de exoplanetas, esses métodos são conhecidos como:.
método da velocidade radial,.
método da microlente gravitacional,.
método de trânsito..