Atualmente, os cientistas só podem procurar planetas além do nosso Sistema Solar usando meios indiretos. Dependendo do método, isso envolverá a procura de sinais de trânsito em frente a uma estrela (Transit Photometry), a medição de uma estrela por sinais de oscilação (espectroscopia Doppler), a procura de luz refletida na atmosfera de um planeta (Direct Imaging) e uma muitos outros métodos.
Com base em certos parâmetros, os astrônomos são capazes de determinar se um planeta é potencialmente habitável ou não. No entanto, uma equipe de astrônomos da Holanda lançou recentemente um estudo no qual descreve uma nova abordagem para a caça de exoplanetas: à procura de sinais de auroras. Como são resultado da interação entre o campo magnético de um planeta e uma estrela, esse método pode ser um atalho para encontrar vida!
Para quebrá-lo, as interações entre um campo magnético e as partículas carregadas que são regularmente emitidas por uma estrela (também conhecido como vento solar) são as causas das auroras. Além disso, a presença desse fenômeno produz ondas de rádio com uma assinatura distinta que pode ser detectada por observatórios de rádio aqui na Terra. Foi exatamente isso que os astrônomos da Holanda fizeram usando o Low Frequency Array (LOFAR).
O LOFAR é um conjunto de sensores multiuso combinado com uma infraestrutura de computador e rede para lidar com volumes extremamente grandes de dados. O núcleo da matriz (o "superterpo") consiste em uma rede de trinta e oito estações concentradas no nordeste da Holanda, com 14 estações adicionais na Alemanha vizinha, França, Suécia, Reino Unido, Irlanda, Polônia e Letônia.
Como eles indicam em seu estudo, que apareceu recentemente na revista Natureza, O LOFAR foi capaz de detectar o tipo de ondas de rádio de baixa frequência previstas por uma estrela próxima - GJ 1151, uma anã vermelha do tipo M a mais de 25 anos-luz da Terra. Como Harish Vedantham, cientista da ASTRON e principal autor do estudo, explicou em uma declaração à imprensa da NYU:
"O movimento do planeta através do forte campo magnético de uma anã vermelha age como um motor elétrico da mesma maneira que um dínamo de bicicleta funciona. Isso gera uma enorme corrente que alimenta auroras e emissão de rádio na estrela. ”
Esses tipos de interações estrela-planeta são previstos há mais de trinta anos, em parte com base na atividade aurora observada no Sistema Solar. Embora o campo magnético do Sol não seja forte o suficiente para produzir esses tipos de emissões de rádio em outras partes do Sistema Solar, atividades semelhantes foram observadas em Júpiter e em suas maiores luas.
Por exemplo, as interações entre o forte campo magnético de Júpiter e Io (a parte mais interna de suas maiores luas) produz auroras e emissões de rádio brilhantes que até superam o Sol em frequências suficientemente baixas. No entanto, essa foi a primeira vez que os astrônomos detectaram e decifraram esses tipos de sinais de rádio de outro sistema estelar.
Como Joe Callingham, um pós-doutorado da ASTRON e co-autor do estudo, indicou:
“Adaptamos o conhecimento de décadas de observações de rádio de Júpiter ao caso desta estrela. Prevê-se que uma versão ampliada de Júpiter-Io exista nos sistemas do planeta estrela, e as emissões que observamos se encaixam muito bem na teoria. ”
Suas descobertas foram confirmadas por uma segunda equipe cuja pesquisa é detalhada em um estudo que apareceu em As Cartas do Jornal Astrofísico. Para o estudo, Pope e seus colegas se basearam nos dados fornecidos pelo instrumento HARPS-N (High Speed Radial Speed Search Planet North) do Telescópio Nacional Galileo (TNG), localizado na ilha de La Palma, na Espanha.
Usando esses dados espectroscópicos, a equipe conseguiu descartar a possibilidade de que os sinais de rádio observados provenientes do GJ 1151 estivessem sendo produzidos por interações com outra estrela. Como Benjamin J. S. Pope, bolsista da NASA Sagan na Universidade de Nova York e principal autor do segundo artigo, explicou:
“Estrelas binárias em interação também podem emitir ondas de rádio. Usando observações ópticas para acompanhar, procuramos evidências de um companheiro estelar disfarçado de exoplaneta nos dados de rádio. Como descartamos esse cenário com muita força, achamos que a possibilidade mais provável é um planeta do tamanho da Terra muito pequeno para ser detectado com nossos instrumentos ópticos. ”
Essas descobertas são particularmente significativas porque estão relacionadas a um sistema de estrelas anãs vermelhas. Comparadas ao nosso Sol, as anãs vermelhas são pequenas, frias e escuras, mas também são o tipo de estrela mais comum no Universo - representando 75% das estrelas apenas na Via Láctea. As anãs vermelhas também são boas candidatas para encontrar planetas terrestres localizados dentro de uma zona habitável circunsolar (HZ).
Isso é exemplificado por descobertas recentes como o Proxima b (o exoplaneta mais próximo além do nosso Sistema Solar) e os sete planetas que orbitam o TRAPPIST-1. Essas e outras descobertas levaram os astrônomos a concluir que a maioria das anãs vermelhas é orbitada por pelo menos um planeta terrestre (também conhecido como rochoso).
No entanto, as anãs vermelhas também são conhecidas por seus fortes campos magnéticos e natureza variável, o que significa que as estrelas que orbitam em seus HZs seriam sujeitas a intensa atividade magnética e de flare. Achados como esses levantaram dúvidas consideráveis sobre se um planeta localizado no ZH de uma anã vermelha poderia sustentar a vida por muito tempo.
Por causa disso, os cientistas prevêem que qualquer planeta que orbita com o HZ de uma estrela anã vermelha precisaria de um forte campo magnético para garantir que as explosões solares e as partículas carregadas não tirem completamente suas atmosferas e as tornem completamente inabitáveis. Portanto, essa descoberta não apenas oferece uma maneira nova e exclusiva de investigar o ambiente em torno de exoplanetas, mas também oferece um meio de determinar se eles são habitáveis.
Ao procurar emissões de rádio de baixa frequência, os astrônomos não apenas detectaram exoplanetas, mas também mediram a força de seus campos magnéticos e a intensidade da radiação de sua estrela. Essas descobertas ajudarão bastante a determinar se planetas rochosos que orbitam estrelas anãs vermelhas são capazes de sustentar a vida.
Pope e seus colegas agora estão procurando usar esse método para encontrar emissões semelhantes de outras estrelas. Dentro de 20 anos-luz do nosso Sistema Solar, existem pelo menos 50 estrelas anãs vermelhas, e muitas delas já foram encontradas como tendo pelo menos um planeta orbitando-as. As equipes de Vedantham e Pope antecipam que esse novo método abrirá uma nova maneira de encontrar e caracterizar exoplanetas.
"O objetivo a longo prazo é determinar qual o impacto da atividade magnética da estrela na habitabilidade de um exoplaneta, e as emissões de rádio são uma grande peça desse quebra-cabeça", disse Vedantham. "Nosso trabalho mostrou que isso é viável com a nova geração de radiotelescópios e nos coloca em um caminho emocionante".
Não deixe de conferir este vídeo da descoberta recente, cortesia da ASTRON:
