Os astrónomos podem ter descoberto o primeiro planeta para lá da nossa Galáxia

 Podem ter sido detetados, pela primeira vez, sinais de um planeta a transitar uma estrela para lá da nossa Galáxia, a Via Láctea. Este resultado intrigante, recorrendo ao Observatório de raios-X Chandra da NASA, abre uma nova janela para a busca de exoplanetas a distâncias maiores do que nunca.

Os astrónomos encontraram evidências de um possível candidato a planeta na galáxia M51, representando o que poderia ser o primeiro planeta detetado para lá da Via Láctea. O Chandra detetou a diminuição temporária dos raios-X de um sistema onde uma estrela massiva está em órbita ao redor de uma estrela de neutrões ou buraco negro (visto aqui nesta impressão de artista). Essa queda de brilho é interpretada como um planeta que passou em frente de uma fonte de raios-X ao redor de uma estrela de neutrões ou buraco negro.Crédito: NASA/CXC/M. Weiss

O possível candidato a exoplaneta está localizado na galáxia espiral Messier 51 (M51), também chamada Galáxia do Redemoinho por causa do seu perfil distinto. Os exoplanetas são planetas definidos como planetas para lá do nosso Sistema Solar. Até agora, os astrónomos tinham encontrado todos os outros exoplanetas conhecidos e candidatos a exoplaneta na nossa Galáxia, a Via Láctea, quase todos a menos de aproximadamente 3000 anos-luz da Terra. Um exoplaneta em M51 estaria a cerca de 28 milhões de anos-luz de distância, o que significa que estaria milhares de vezes mais distante do que os exoplanetas na Via Láctea. 

"Estamos a tentar abrir uma nova arena para encontrar outros mundos, procurando candidatos a planeta em comprimentos de onda de raios-X, uma estratégia que torna possível descobri-los noutras galáxias," disse Rosanne Di Stefano do Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian em Cambridge, no estado norte-americano de Massachusetts, que liderou o estudo publicado na revista Nature Astronomy. 

Este novo resultado é baseado em trânsitos, eventos em que a passagem de um planeta à frente de uma estrela bloqueia parte da luz estelar e produz uma queda de brilho característica. Usando telescópios terrestres e espaciais - como as missões Kepler e TESS da NASA - os astrónomos procuraram quedas na luz visível, radiação eletromagnética que os humanos podem ver, permitindo a descoberta de milhares de planetas. 

Uma composição de M51 com raios-X do Chandra e luz ótica do Telescópio Espacial Hubble da NASA contém uma caixa que assinala a localização do possível candidato a planeta. Crédito: raios-X - NASA/CXC/SAO/R. DiStefano, et al.; ótico - NASA/ESA/STScI/Grendler

Di Stefano e colegas, por sua vez, procuraram por quedas no brilho de raios-X recebido de binários brilhantes. Estes sistemas luminosos normalmente contêm uma estrela de neutrões ou um buraco negro que puxa gás de uma estrela companheira em órbita próxima. O material perto da estrela de neutrões ou buraco negro torna-se superaquecido e brilha em raios-X. 

Como a região que produz raios-X brilhantes é pequena, um planeta que passa à sua frente pode bloquear a maioria ou todos os raios-X, tornando o trânsito mais fácil de localizar porque os raios-X podem desaparecer completamente. Isto pode permitir a deteção de exoplanetas a distâncias muito maiores do que os atuais estudos óticos de trânsitos, que devem ser capazes de detetar diminuições mínimas de luz porque o planeta apenas bloqueia uma pequena fração da estrela. 

A equipa usou este método para detetar o candidato a exoplaneta num sistema binário chamado M51-ULS-1, localizado em M51. Este sistema binário contém um buraco negro ou uma estrela de neutrões que orbita uma estrela companheira com aproximadamente 20 vezes a massa do Sol. O trânsito de raios-X que encontraram com dados do Chandra durou cerca de três horas, durante as quais a emissão de raios-X caiu para zero. Com base nesta e noutras informações, os investigadores estimam que o candidato a exoplaneta em M51-ULS-1 seria aproximadamente do tamanho de Saturno e orbitaria a estrela de neutrões ou buraco negro a cerca de duas vezes a distância de Saturno ao Sol. 

Embora este seja um estudo interessante, são necessários mais dados para verificar a interpretação como um exoplaneta extragaláctico. Um desafio é que a grande órbita do candidato a planeta significa que não cruzaria em frente do seu parceiro binário durante cerca de 70 anos, frustrando quaisquer tentativas de uma observação de confirmação durante décadas. 

"Infelizmente, para confirmar que estamos a ver um planeta, provavelmente teríamos que esperar décadas para observar outro trânsito," disse a coautora Nia Imara da Universidade da Califórnia em Santa Cruz. "E por causa das incertezas de quanto tempo demora para completar uma órbita, não saberíamos exatamente quando olhar." 

Pode a diminuição de brilho ter sido provocada por uma nuvem de gás e poeira passando em frente da fonte de raios-X? Os investigadores consideram esta explicação improvável, já que as características do evento observado em M51-ULS-1 não são consistentes com a passagem de tal nuvem. O modelo de um candidato a planeta é, no entanto, consistente com os dados. 

"Sabemos que estamos a fazer uma afirmação empolgante e ousada, de modo que esperamos que outros astrónomos a analisem com muito cuidado," disse a coautora Julia Berndtsson da Universidade de Princeton em New Jersey. "Pensamos ter um argumento forte e é com este processo que a ciência avança." 

Se realmente existe um planeta neste sistema, provavelmente teve uma história tumultuosa e um passado violento. Um exoplaneta no sistema teria que sobreviver à explosão de supernova que criou a estrela de neutrões ou buraco negro. O futuro também pode ser perigoso. Em algum ponto, a estrela companheira também pode explodir como supernova e banhar o planeta novamente com níveis extremamente altos de radiação. 

Di Stefano e colegas procuraram trânsitos de raios-X em três galáxias para lá da Via Láctea, usando tanto o Chandra quanto o XMM-Newtron da ESA. A sua pesquisa cobriu 55 sistemas em M51, 64 sistemas em Messier 101 (a Galáxia do Cata-Vento) e 119 sistemas em Messier 104 (a Galáxia do "Sombrero"), resultando no único candidato a exoplaneta descrito aqui. 

Os autores vão examinar os arquivos do Chandra e do XMM-Newton por mais candidatos a exoplaneta noutras galáxias. Estão disponíveis conjuntos substanciais de dados do Chandra para pelo menos 20 galáxias, incluindo algumas como M31 e M33 que estão muito mais próximas do que M51, permitindo que trânsitos mais curtos sejam detetados. Outra linha interessante de investigação é procurar trânsitos de raios-X em fontes da Via Láctea para descobrir novos exoplanetas próximos em ambientes invulgares.

Fonte: Astronomia OnLine