For the first time ever, scientists have managed to capture images of multiple planets twirling about another sunlike star. No entanto, apesar da semelhança do seu hospedeiro estelar com o nosso, os instantâneos deste sistema planetário revelam que não é um lugar como a nossa casa.
Nomeado TYC 8998-760-1 e localizado a cerca de 300 anos-luz da Terra na constelação Musca, a estrela é semelhante em massa ao Sol. Os seus dois planetas conhecidos, no entanto, são distintamente alienígenas – ou seja, a cerca de 160 e 320 vezes a distância entre a Terra e o Sol, respectivamente (intervalos que são cerca de quatro e oito vezes maiores do que a separação de Plutão do nosso Sol). Ambos os mundos são superdimensionados, comparados com qualquer coisa no nosso sistema solar. O planeta mais externo é cerca de seis vezes mais pesado do que Júpiter, e o mais interno dá a ponta da balança a 14 vezes a massa de Júpiter. Cada um dos mundos aparece como um pequeno ponto ao redor da estrela em imagens produzidas pelo instrumento de pesquisa espectro-polarimétrica Exoplanet de alto contraste, ou SPHERE, que opera no Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, no norte do Chile. Os resultados estão detalhados em um estudo publicado em 22 de julho no Astrophysical Journal Letters.
“O realmente fascinante deste trabalho é que continua a acrescentar à grande diversidade do que os sistemas e planetas estão lá fora, orbitando todo tipo de estrelas”, diz Rebecca Oppenheimer, astrofísica do Museu Americano de História Natural de Nova York, que não estava envolvida no estudo. “Não há uma única ‘arquitetura’ para um sistema planetário”
O novo estudo marca apenas a terceira vez que os cientistas conseguem tirar fotos de – ou “imagens diretas” – mundos múltiplos orbitando uma única estrela. Mas aqueles sistemas anteriormente observados eram ao redor de estrelas muito mais pesados ou mais leves que o sol, tornando-os menos comparáveis ao nosso sistema solar. As imagens diretas continuam sendo uma raridade no estudo de mundos além de nossa vizinhança planetária. A grande maioria dos exoplanetas dos catálogos dos astrônomos é conhecida apenas por meios mais indiretos: eles traem sua presença e as propriedades mais básicas – massa, tamanho e órbita – puxando periodicamente, ou silhueta contra as estrelas que os hospedam, como visto da Terra. A imagem direta dos exoplanetas é importante, diz o líder do estudo Alexander Bohn, astrofísico da Universidade de Leiden, na Holanda, porque ao “receber luz dos planetas, podemos caracterizar melhor as atmosferas – e as abundâncias elementares das atmosferas – e a composição”. Essa informação, por sua vez, permite aos pesquisadores fazer palpites mais educados sobre o que as condições ambientais de um mundo alienígena poderiam ser – e se ele poderia ou não, como a Terra, abrigar vida.
No entanto, ninguém está contemplando a vida em nenhum dos dois mundos recém-imagiados. Além de serem gigantes de gás inchados em órbitas geladas sem superfícies significativas nas quais os organismos poderiam habitar, eles e sua estrela são muito mais jovens que nosso sol e os planetas ao seu redor. “O próprio sistema tem 17 milhões de anos”, diz Bohn. “E o nosso sistema solar tem 4,5 mil milhões de anos.” Mesmo que possuíssem condições habitáveis, o estado relativamente recente de cada mundo não ofereceria muito tempo para a biologia surgir dos caprichos da química. E embora o tamanho e a juventude de seus planetas os torne pobres candidatos à vida como a conhecemos, essas propriedades são precisamente a razão pela qual os astrônomos podem vê-los atualmente, por causa do poderoso brilho infravermelho que emitem como sobra de energia de sua formação. Mundos menores, mais velhos e mais inteligentes, que estão mais próximos de suas estrelas, permanecem fora do alcance dos imaginadores do planeta atual. Mas eles poderiam eventualmente ser revelados por instrumentação mais poderosa em telescópios gigantescos. Já três telescópios extremamente grandes (ELTs) – observatórios terrestres com espelhos da ordem de 30 metros de acróstico – estão se aproximando de seu estágio final de desenvolvimento. E os astrônomos estão fazendo lobby vigorosamente para que a NASA ou outras agências espaciais lancem telescópios espaciais com imagens ainda mais ambiciosas do planeta nas próximas décadas.
Even então, “estamos incrivelmente longe de tirar fotos de planetas do tamanho da Terra”, diz Bruce Macintosh, astrofísico da Universidade de Stanford e investigador principal do Gemini Planet Imager – outro instrumento que, junto com a SPHERE, representa o estado da arte em tirar fotos exoplanetárias. “Com a tecnologia atual, podemos ver um planeta que é cerca de um milhão de vezes mais fraco que a estrela”. Isso é incrível. Mas mesmo Júpiter – o maior mundo do nosso sistema solar – é um bilhão de vezes mais fraco que o sol”
Se um planeta alvo ao lado de uma estrela brilhante é uma esfera gasosa gigante ou uma rocha mais parecida com a Terra, diz Bohn, observá-lo é como ver “um pirilampo ao lado de um farol, que está talvez a um metro de distância”. Você quer ver este pequeno pirilampo, e está a 500 quilômetros de distância. Este é basicamente o desafio com que estamos a lidar.” Para recolher a luz extremamente fraca de um mundo, comparada com a sua estrela, SPHERE e a maioria dos outros instrumentos de imagem do planeta, usa-se um dispositivo chamado coronagrama, que bloqueia quase toda a luz da estrela – diminuindo eficazmente o brilho do “farol”, para que os “pirilampos” planetários próximos possam ser vistos.
Além de detalhes mais matizados de qualquer mundo, tais imagens podem revelar outras maravilhas – e levantar novos mistérios importantes – que vão ao coração da ainda nascente compreensão dos teóricos de como os sistemas planetários emergem e evoluem com precisão. No sistema recém-imaginado, “ambos os planetas formaram-se em torno da mesma estrela e têm a mesma idade, mas um é duas vezes maior do que o outro”, diz Macintosh, que não estava envolvido no estudo. “Comparar suas propriedades nos ajudará a ver como as massas de planetas afetam sua evolução”. Além disso, ele acrescenta, imagens subsequentes do sistema poderiam revelar mais sobre as órbitas dos planetas – e até mesmo a presença de mundos ainda não vistos. “Eles estão alinhados da mesma forma que as órbitas planetárias no nosso sistema solar estão alinhadas? Elas são circulares?” pergunta Macintosh. Aprender as respostas a tais perguntas poderia mostrar se esses planetas se formaram da mesma forma que os mundos ao redor do nosso sol ou através de algum outro processo – e assim fornecer outra dica se planetas e sistemas como o nosso são comuns ou raros.