Um exoplaneta que orbita uma outra galáxia parece ter sido detectado pelos
astrônomos pela primeira vez!
Os sinais de um planeta transitando por uma estrela fora da Via
Láctea podem ter sido detectados pela primeira vez. Este resultado
intrigante, usando o Observatório de raios-x, Chandra da NASA, abre uma nova
janela para a busca de exoplanetas a distâncias maiores do que nunca!
O possível exoplaneta candidato está localizado na galáxia espiral Messier
51 (M51), também chamada de Galáxia do Rodamoinho por conta de seu formato.
Mas o que são exoplanetas?
Exoplanetas são definidos como planetas que orbitam outras estrelas que não
o nosso Sol, ou seja, planetas extrassolares (além do Sistema Solar).
Milhares de exoplanetas já foram detectados, porém até agora, todos estão
orbitando estrelas dentro da nossa galáxia, quase todos a menos de cerca de
3.000 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 detectados na Via Láctea.
Imagem da Galáxia M51 composta com dados do Observatório Chandra de
raios-x e luz visível do
Telescópio Espacial Hubble. O quadrado branco mostra a localização do
possível exoplaneta detectado.
Créditos: NASA / CXC / SAO / R DiStefano et al / ESA / STScI /
Grendler
"Estamos tentando abrir uma nova arena para encontrar outros mundos,
procurando por candidatos a planetas em comprimentos de onda de raios-X, uma
estratégia que torna possível descobri-los em outras galáxias", disse
Rosanne Di Stefano, do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian (CfA)
em Cambridge, Massachusetts, que liderou o estudo publicado hoje na Nature
Astronomy.
Como eles viram isso?
Este novo resultado é baseado em trânsitos - eventos em que a passagem de um
planeta na frente de uma estrela bloqueia parte da luz dessa estrela.
Astrônomos usando telescópios terrestres e espaciais - como os das missões
Kepler e TESS da NASA - procuraram por quedas de brilho na luz visível -
faixa do espectro eletromagnético que os olhos humanos enxergam, permitindo
a descoberta de milhares de exoplanetas.
Mas dessa vez, Di Stefano e seus colegas procuraram por quedas de brilho
através de raios-x em estrelas binárias que brilham muito em raios-x. Esses
sistemas luminosos normalmente contêm uma estrela de nêutrons ou um buraco
negro puxando gás de uma estrela companheira em órbita próxima. O material
próximo à estrela de nêutrons ou buraco negro torna-se superaquecido e
brilha em raios-x.
Como a região que produz raios-x brilhante é pequena, um planeta que passa
na frente dela pode bloquear a maioria ou todos os raios-x, tornando o
trânsito mais fácil de localizar porque os raios-x podem desaparecer
completamente. Isso pode permitir que exoplanetas sejam detectados em
distâncias muito maiores do que os atuais estudos óticos de trânsito de luz,
que devem ser capazes de detectar diminuições minúsculas na luz porque o
planeta bloqueia apenas uma pequena fração da estrela.
A detecção do primeiro exoplaneta em outra galáxia?
A equipe usou esse método para detectar o candidato a exoplaneta em um
sistema binário denominado M51-ULS-1, localizado na galáxia M51. Esse
sistema binário contém um buraco negro ou estrela de nêutrons orbitando uma
estrela companheira com uma massa cerca de 20 vezes a do Sol. O trânsito de
raios-x que eles encontraram usando dados do Observatório Chandra durou
cerca de três horas, durante as quais a emissão de raios-X caiu para zero.
Com base nesta e em outras informações, os pesquisadores estimam que o
candidato a exoplaneta em M51-ULS-1 seria aproximadamente do tamanho de
Saturno e orbitaria a estrela de nêutrons ou buraco negro a cerca de duas
vezes a distância que Saturno está do Sol.
Ilustração artística mostra como pode ser o possível exoplaneta detectado
na galáxia M51.
Créditos: R. DiStefano et al
Mais dados são necessários para confirmar a existência desse exoplaneta
extragalático, mas tudo indica que realmente ele está lá! Um desafio é que a
grande órbita do candidato a planeta na galáxia M51 não cruzaria na frente
de seu parceiro binário novamente por cerca de 70 anos, frustrando quaisquer
tentativas de uma observação de confirmação por décadas.
"Infelizmente, para confirmar que estamos vendo um planeta, provavelmente
teríamos que esperar décadas para ver outro trânsito", disse a coautora Nia
Imara, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz. "E por causa das
incertezas sobre quanto tempo leva para orbitar, não saberíamos exatamente
quando olhar."
O escurecimento pode ter sido causado por uma nuvem de gás e poeira passando
na frente da fonte de raios-x? Os pesquisadores consideram essa uma
explicação improvável, já que as características do evento observado no
M51-ULS-1 não são consistentes com a passagem de uma nuvem. O modelo de um
candidato a planeta é, no entanto, consistente com os dados.
"Sabemos que estamos fazendo uma afirmação empolgante e ousada, então
esperamos que outros astrônomos a examinem com muito cuidado", disse a
coautora Julia Berndtsson, da Universidade de Princeton, em Nova Jersey.
"Achamos que temos um argumento forte, e é assim que a ciência funciona."
Se um planeta existe neste sistema, provavelmente teve uma história
tumultuada e um passado violento. Um exoplaneta no sistema teria que
sobreviver a uma explosão de supernova que criou a estrela de nêutrons ou o
buraco negro. Seu futuro também pode ser perigoso. Em algum ponto, a estrela
companheira também poderia explodir como uma supernova e explodir o planeta
mais uma vez com níveis extremamente altos de radiação.
Di Stefano e seus colegas procuraram trânsitos de raios-x em três galáxias
diferentes, usando tanto o Observatório Chandra quanto o XMM-Newton da
Agência Espacial Europeia. A pesquisa cobriu 55 sistemas na galáxia M51, 64
sistemas na galáxia M101 (conhecida como Galáxia do Cata-Vento) e 119
sistemas na galáxia M104 (conhecida como a Galáxia do Sombrero), resultando
até agora em um único candidato a exoplaneta fora da Via Láctea.
Agora, os autores pesquisarão os arquivos de Chandra e XMM-Newton por mais
candidatos a exoplanetas em outras galáxias. Conjuntos de dados substanciais
do Chandra estão disponíveis 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 detectados. Outra linha interessante de pesquisa
é pesquisar trânsitos de raios-x em fontes de raios-x da Via Láctea para
descobrir novos planetas próximos em ambientes incomuns.
Imagens: (capa-NASA) / NASA / CXC / SAO / R. DiStefano et al / ESA /
STScI / Grendler / divulgação
25/10/2021
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Questão de tempo para achar outros mundos em outras galáxias.
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