Sinais de um planeta transitando por uma estrela fora de nossa galáxia, a Via Láctea, podem ter sido detectados pela primeira vez. O estudo, que usou o Observatório de Raios-X Chandra, da Nasa, e foi publicado na Nature Astronomy nesta segunda-feira (25), abre uma nova janela para a busca de exoplanetas a distâncias maiores do que jamais foi registrado. 

De acordo com o site Phys, o possível candidato a exoplaneta (planeta fora do nosso Sistema Solar) está localizado na galáxia espiral Messier 51 (M51), também chamada de galáxia “Whirlpool” (redemoinho).

Até então, todos os outros exoplanetas e candidatos em potencial só foram encontrados na Via Láctea, sendo a maioria a menos de cerca de 3 mil anos-luz da Terra. Um exoplaneta em M51 estaria a, pelo menos, 28 milhões de anos-luz de distância, o que significa que estaria milhares de vezes mais distante do que qualquer um da Via Láctea.

Possível candidato a exoplaneta (planeta fora do nosso Sistema Solar) está localizado na galáxia espiral Messier 51 (M51), também chamada de Galáxia Whirlpool. Imagem: AZSTARMAN – Shutterstock

“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), na cidade de Cambridge, Massachusetts, EUA, que liderou o estudo.

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Os resultados obtidos na pesquisa são baseados em trânsitos, eventos em que a passagem de um planeta na frente de uma estrela bloqueia parte da luz da estrela e produz uma redução característica no brilho.

Em outros estudos, astrônomos usaram telescópios terrestres e espaciais – como os das missões Kepler e TESS da Nasa – para procurar por quedas de brilho na luz visível, permitindo a descoberta de milhares de planetas.

Método de procura por planetas analisa quedas de brilho em raios-X

Dessa vez, em vez disso, Di Stefano e sua equipe procuraram por quedas no brilho em raios-X de binários brilhantes. 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 brilhantes é pequena, um planeta que passa na frente dela pode bloquear a maioria ou todos os raios-X, tornando o trânsito mais fácil de ser localizado, porque os raios-X podem desaparecer completamente.

Astrônomos encontraram evidências de um possível candidato a planeta na galáxia M51 (“Whirlpool”), representando o que poderia ser o primeiro planeta detectado fora da Via Láctea. Imagem: NASA / CXC / M. Weiss

Isso poderia permitir que exoplanetas fossem detectados em distâncias muito maiores do que os atuais estudos de trânsito de luz óptica, que devem ser capazes de detectar diminuições minúsculas na luz porque o planeta bloqueia apenas uma pequena fração da estrela.

A equipe usou esse método para detectar o candidato a exoplaneta em um sistema binário denominado M51-ULS-1, localizado em M51. Esse sistema binário contém um buraco negro ou estrela de nêutrons orbitando uma estrela hospedeira com uma massa cerca de 20 vezes a do Sol. 

De acordo com os pesquisadores, o trânsito de raios-X que eles encontraram usando dados do Chandra durou cerca de três horas, durante as quais a emissão de raios-X caiu para zero. 

Com base nessa 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 entre Saturno e o Sol.

Tamanho da órbita de candidato a planeta dificulta continuidade dos estudos

Embora seja um estudo promissor, mais dados seriam necessários para verificar a interpretação do objeto como um exoplaneta extragaláctico. Um desafio é que a grande órbita do candidato a planeta aponta que ele 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 da pesquisa 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”.

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Os pesquisadores consideram que o escurecimento não pode ter sido causado por uma nuvem de gás e poeira passando na frente da fonte de raios-X. Essa seria uma explicação improvável, uma vez que as características do evento observado no 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 fazendo uma afirmação 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 esse processo é como a ciência funciona”.

Se há um planeta nesse sistema, provavelmente ele teve uma história tumultuada e um passado violento,já que 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 hospedeira também poderia explodir como uma supernova e atingir o planeta mais uma vez com níveis extremamente altos de radiação.

Di Stefano e seus colegas procuraram trânsitos de raios-X em três galáxias além da Via Láctea, usando tanto o Chandra quanto o XMM-Newton da Agência Espacial Europeia (ESA). A pesquisa cobriu 55 sistemas em M51, 64 sistemas em Messier 101 (a galáxia “Pinwheel”) e 119 sistemas em Messier 104 (a galáxia “Sombrero”), resultando no único candidato a exoplaneta descrito no estudo.

Agora, os autores irão pesquisar os arquivos de Chandra e XMM-Newton a procura de 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. 

Segundo a equipe, outra linha interessante de pesquisa é analisar trânsitos de raios-X em fontes de raios-X da Via Láctea para descobrir novos planetas próximos em ambientes incomuns.

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