Planetas Orfãos São Comuns

(Crédito: NASA/JPL-Caltech)

A equipa do projecto MOA (Microlensing Observations in Astrophysics), uma colaboração entre investigadores da Nova Zelândia e do Japão, liderada pelo astrofísico Takahiro Sumi da Universidade de Osaka, anunciou a descoberta de 10 planetas, com massas semelhantes à de Júpiter, que se movem livremente no espaço, i.e. que não fazem parte de um sistema planetário. O anúncio foi feito num artigo publicado na revista Nature.

O projecto tenta descobrir exoplanetas através do método das micro-lentes gravitacionais. Segundo a Teoria da Relatividade Geral, o espaço em torno de um corpo maciço como uma estrela é deformado e funciona como uma lente, amplificando o brilho de objectos distantes que se encontrem por detrás da estrela quando vistos por um observador. Este efeito é designado de micro-lente gravitacional. O prefixo micro- distingue-o das lentes gravitacionais em que a função de lente é desempenhada por objectos extremamente maciços como galáxias ou mesmo enxames de galáxias.

(O efeito de micro-lente gravitacional. Crédito: Wikipedia)

Se observarmos uma estrela distante, tipicamente a vários milhares de anos-luz, existe uma probabilidade pequena, mas não nula, de uma estrela mais próxima atravessar a nossa linha de visão e funcionar como uma lente gravitacional, amplificando durante algumas semanas o brilho da estrela distante. Se a estrela intrusa estiver acompanhada por um sistema com planetas suficientemente maciços, um ou mais podem também funcionar como lentes gravitacionais. O efeito dos planetas no brilho da estrela distante é observado como picos secundários de brilho semanas ou meses após o pico devido à estrela. O tempo decorrido entre o pico de brilho devido à estrela e um pico devido a um planeta permite determinar a distância do planeta à estrela, a amplitude do pico permite determinar a massa do planeta.

(O efeito de micro-lente gravitacional provocado por uma estrela acompanhada de um planeta. O brilho da estrela distante é representado pela linha vermelha no topo do diagrama. Crédito: Space Telescope Science Institute)

(O Observatório da Mount John University, na Nova Zelândia, utilizado pelo projecto MOA. Crédito: projecto MOA)

Detectar um tal fenómeno observando uma só estrela distante seria altamente improvável. O projecto MOA contraria estas probabilidades, observando milhões de estrelas distantes em simultâneo, apontando os seus telescópios para a zona central da nossa galáxia. Estes telescópios escrutinam essa região do céu fotografando-o frequentemente e comparando o brilho de cada uma das estrelas de uma imagem para a outra. Quando um aumento de brilho é detectado numa das estrelas, é desencadeado um alerta que mobiliza astrónomos profissionais e amadores no sentido de determinar a natureza da variação, pois existem outros fenómenos que podem estar envolvidos, e.g. estrelas variáveis. Alguns, poucos, destes casos correspondem de facto à observação de um efeito de micro-lente gravitacional.

O artigo hoje publicado na Nature dá conta da observação de 10 efeitos de micro-lente gravitacional excepcionais, no sentido em que foram provocados não por estrelas, mas por corpos isolados com massas semelhantes à de Júpiter, planetas orfãos. Mais, sabendo à priori a probabilidade de observar o efeito de micro-lente, o facto de terem sido observados 10 efeitos devidos a planetas isolados permite extrapolar a sua real frequência na nossa Galáxia. O resultado deste exercício é notável: poderão existir duas vezes mais planetas orfãos do que estrelas na Via Láctea !

(O telescópio de 1.8 metros do Observatório da Mount John University. Crédito: projecto MOA)

A existência destes planetas orfãos ou vagabundos tinha já sido prevista por trabalhos teóricos, tendo sido apontados dois mecanismos possíveis para a sua formação. Um dos mecanismos diz-nos que estes planetas se formam pelos mesmos processos de contracção de nuvens moleculares por acção da gravidade que estão na origem das estrelas. O outro mecanismo propõe que estes planetas são ejectados a partir de sistemas planetários instáveis, devido a interacções gravitacionais entre os planetas nesses sistemas. A descoberta de 10 destes planetas favorece o segundo mecanismo. De facto, se os planetas orfãos se formassem exclusivamente pelo primeiro mecanismo, a teoria diz-nos que em vez de 10 deveriam ter sido descobertos apenas 1 ou 2.

Um projecto concorrente, o OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), funcionando a partir do Observatório de Las Campanas, no Chile, colaborou também neste estudo, observando vários dos eventos e confirmando a análise da equipa do MOA.

Podem ver a notícia em inglês aqui e também aqui.