O caçador de exoplanetas TESS da NASA pode ter avistado seu primeiro planeta rebelde

"Definitivamente, uma emoção de dez em dez da minha parte. O potencial de descobrir algo como um mundo desonesto à deriva na escuridão do espaço interestelar é simplesmente incrível."

O Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA pode ter descoberto seu primeiro planeta flutuante ou “órfão”. É um planeta vagando pelo cosmos sem estrela, sozinho.

Uma ilustração mostra o caçador de exoplanetas da NASA, TESS, e um planeta rebelde. (Crédito da imagem: Robert Lea (criada com Canva)/NASA) 

A potencial descoberta demonstra que o TESS pode usar um fenómeno sugerido pela primeira vez por Albert Einstein há mais de 100 anos para detectar estes chamados planetas rebeldes.

Apesar de estarmos mais familiarizados com os planetas que orbitam uma estrela (ou estrelas)-mãe depois de descobrirmos mais de 5.000 exoplanetas que existem em tal arranjo, estima-se que a Via Láctea seja povoada por um grande número de planetas errantes flutuantes. , também.

Na verdade, a nossa galáxia pode conter até um quatrilhão (10 seguidos de 14 zeros) de planetas rebeldes que foram ejetados de seus sistemas natais por interações gravitacionais com outros planetas ou estrelas passageiras . Isso significa que esses mundos flutuantes poderiam superar em muito a quantidade de estrelas na Via Láctea. Assim, a potencial detecção de tal órfão cósmico pelo TESS, lançado em 2018, é um grande negócio.

“Descobrimos o primeiro sinal nos dados do TESS que é consistente com o que se esperaria de microlentes de um planeta flutuante”, disse a co-líder da equipe Michelle Kunimoto, pós-doutoranda especializada em detecção de exoplanetas no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). , disse ao Space.com.

“Este foi apenas o primeiro setor que pesquisamos dos 75 que o TESS observou, com cada setor correspondendo a cerca de 27 dias de observações do TESS”, continuou Kunimoto. “Encontrar algo tão cedo foi surpreendente – mas muito emocionante.”

Se este sinal realmente indicar um exoplaneta invasor, disse a equipe ao Space.com, provavelmente seria um planeta com uma massa algumas vezes maior que a da Terra, a uma distância não inferior a 6.500 anos-luz.

Uma pequena ajuda de "caça desonesta" de Einstein

A maioria dos exoplanetas que foram detectados até agora foram sugeridos graças ao efeito que têm na sua estrela-mãe. Isto pode ser uma "oscilação" no movimento da estrela causada por um pequeno puxão gravitacional de um planeta em órbita, ou uma queda na luz que acontece quando um planeta em órbita atravessa, ou "trânsito", a face da sua estrela .

Sem uma estrela-mãe, entretanto, nenhum desses métodos se aplica. É isso que torna a detecção de planetas rebeldes tão difícil.

“Os planetas rebeldes são escuros, como seria de esperar, e não orbitam nenhuma estrela, o que significa que as técnicas habituais para detectar exoplanetas não funcionam realmente”, disse Kunimoto.

Um diagrama que mostra como planetas rebeldes que passam entre uma estrela distante e o caçador de exoplanetas TESS podem causar lentes gravitacionais que permitem que sejam detectados. (Crédito da imagem: Robert Lea (criada com Canva)/NASA)

Felizmente, a teoria da gravidade de Einstein de 1915, mais conhecida como relatividade geral , prevê um fenómeno que pode ser usado para detectar estes exoplanetas flutuantes.

Einstein sugere que objetos com massa curvam a própria estrutura do espaço e do tempo, ou espaço-tempo, com a gravidade decorrente dessa curvatura. Quando a luz passa por um desses pontos curvos no espaço-tempo, seu caminho fica curvado. Isso significa que a luz de uma fonte de fundo, digamos uma estrela ou uma galáxia, pode seguir caminhos diferentes em torno do objeto "lente" intermediário, chegando assim à visão de um observador em momentos diferentes.

Este fenômeno é chamado de “ lente gravitacional ” e resulta na mudança da posição da fonte de fundo em relação à perspectiva do observador ou no aparecimento em vários lugares na mesma imagem.

Os planetas rebeldes têm muito pouca massa, por isso o efeito de lente é fraco e, portanto, chamado de " microlente ". No entanto, pode causar um brilho de uma fonte de fundo que é visível para os astrônomos, indicando a presença de um planeta rebelde.

“A microlente é a melhor – e normalmente a única – opção para encontrar estes objetos escuros e isolados, uma vez que depende apenas da massa de um planeta através do seu campo gravitacional”, disse Kunimoto.

A gravidade de um planeta

Esqueça o "T" em TESS

Como sugere o “T” para trânsito no TESS, este telescópio espacial pode não parecer imediatamente o instrumento certo para caçar planetas rebeldes.

"O TESS foi concebido para procurar planetas intimamente ligados às suas estrelas hospedeiras, procurando trânsitos," explicou Kunimoto. " Trânsitos são 'escurecimentos' da estrela causados ​​por um planeta passando na frente dela, como o que você pode ter visto no eclipse recente."

No entanto, como mencionado acima, as lentes gravitacionais também podem fazer com que uma estrela de fundo fique mais brilhante à medida que um objeto de lente passa entre essa estrela e a Terra. Kunimoto explicou que, como o TESS é sensível a pequenas mudanças na luz de uma estrela, também pode detectar estes episódios de brilho, uma característica marcante das microlentes causadas por rogues planetários flutuantes.

Mas, diante disso, você pode se perguntar: por que este é o primeiro exoplaneta potencialmente invasor entre os outros cerca de 6.000 candidatos a exoplanetas (400 dos quais foram confirmados) que o TESS detectou desde 2018?

Bem, acontece que ninguém estava realmente olhando até agora.

"O TESS é surpreendentemente adequado para encontrar planetas rebeldes através de microlentes, mas acontece que estes tipos de sinais não tinham sido realmente explorados anteriormente nos dados do TESS," salientou Kunimoto. “Nossa abordagem de procurar planetas livres com microlentes e o candidato a microlentes planetárias TESS resultante foram pioneiros no TESS.

"Como os dados do TESS não tinham sido usados ​​para procurar eventos de microlentes de curta duração antes, as pesquisas anteriores de exoplanetas não seriam sensíveis à observação destes sinais."

Uma ilustração mostra um planeta frio e órfão, coberto de gelo devido à falta de uma estrela-mãe e sem qualquer emissão de luz própria. (Crédito da imagem: Goddard Space Flight Center da NASA)

Infelizmente, no entanto, tal como acontece com muitos outros candidatos a exoplanetas detectados , esta descoberta ainda precisa de ser confirmada.

“É importante dizer que neste momento não podemos confirmar que se trata de um planeta”, disse Kunimoto. "O fato de os eventos de microlentes não se repetirem significa que é difícil discernir a natureza de qualquer sinal específico. Portanto, somos cautelosos sobre a origem deste evento, nomeando-o como 'candidato' a um planeta rebelde porque é consistente com o sinal que você ' esperaria de um mundo assim."

Ela acrescentou que, à medida que a equipa explora mais dados do TESS e realiza observações de acompanhamento, a verdade sobre o sinal tornar-se-á lentamente mais clara.

Ainda assim, a natureza provisória destas descobertas certamente não diminuiu o entusiasmo da equipa ou o seu entusiasmo.

“Definitivamente, uma emoção de dez em dez da minha parte”, disse William DeRocco, co-líder da equipe e pesquisador da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, ao Space.com. "Estou habituado a procurar matéria escura, onde as probabilidades de realmente ver alguma coisa são extremamente baixas, por isso o potencial de descobrir algo como um mundo rebelde à deriva na escuridão do espaço interestelar é simplesmente incrível."

Os autores desta pesquisa acreditam que o futuro é brilhante quando se trata da perspectiva de o TESS descobrir mais planetas rebeldes.

“Esta é uma prova de princípio de que o TESS pode encontrar esses tipos de sinais, e agora cabe a nós começar a nos aprofundar para encontrar mais e entender o que eles podem significar”, concluiu Kunimoto. Dados TESS; faltando 99%, temos uma riqueza de novas oportunidades para descobertas emocionantes ao longo do caminho!

A pesquisa da equipe foi submetida para publicação na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Atualmente é apresentado como um artigo de pré-revisão por pares no site do repositório arXiv.

Fonte: Space.com