Pesquisadores do Instituto Max Planck para Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein) na Alemanha, e da Comissão de Energias Alternativas e Energia Atômica em Paris, sugerem como o futuro observatório espacial de ondas gravitacionais LISA poderá detectar exoplanetas em órbita de anãs brancas binárias em toda a nossa Via Láctea e nas vizinhas Nuvens de Magalhães.
© Simonluca Definis (ilustração de ondas gravitacionais produzidas por um sistema binário)
Este novo método irá superar certas limitações das técnicas atuais de detecção eletromagnética e poderá permitir que o LISA detecte planetas com massas iguais ou superiores a 50 vezes a da Terra.
Nas últimas duas décadas, o nosso conhecimento sobre exoplanetas cresceu significativamente e já foram descobertos mais de 4.000 planetas em órbita de uma grande variedade de estrelas. Até agora, as técnicas usadas para encontrar e caracterizar estes sistemas têm por base a radiação eletromagnética e estão limitadas à vizinhança solar e a algumas partes da nossa Galáxia.
O Dr. Nicola Tamanini, pesquisador do Instituto Albert Einstein e a sua colega, a Dra. Camilla Danielski, pesquisadora da Comissão de Energias Alternativas e Energia Atômica, mostram como estas limitações podem ser ultrapassadas pela astronomia de ondas gravitacionais. As anãs brancas são remanescentes muito antigos e pequenos de estrelas uma vez semelhantes ao nosso Sol. "O LISA medirá ondas gravitacionais de milhares de anãs brancas binárias. Quando um planeta orbita um par de anãs brancas, o padrão observado de onda gravitacional será diferente do de um binário sem planetas. Esta mudança característica nas formas das ondas gravitacionais nos permitirá descobrir exoplanetas."
O novo método explora a modulação do desvio Doppler do sinal de onda gravitacional provocado pela atração gravitacional do planeta sob o par de anãs brancas. Esta técnica é análoga à do método de velocidade radial, uma técnica bem conhecida usada para encontrar exoplanetas com telescópios eletromagnéticos. No entanto, a vantagem das ondas gravitacionais é que não são afetadas pela atividade estelar, o que pode dificultar as descobertas eletromagnéticas.
Os pesquisadores mostram que a próxima missão da ESA, LISA (Laser Interferometer Space Antenna), com lançamento previsto para 2034, pode detectar exoplanetas com a massa de Júpiter em torno de anãs brancas binárias em toda a nossa Galáxia, superando as limitações de distância dos telescópios eletromagnéticos. Além disso, salientam que o LISA terá o potencial de também detectar estes exoplanetas em galáxias vizinhas, possivelmente levando à descoberta do primeiro exoplaneta extragaláctico.
"O LISA vai ter como alvo uma população exoplanetária ainda completamente desprovida de resultados," explica Tamanini. "De uma perspetiva teórica, nada impede a presença de exoplanetas em torno de anãs brancas binárias compactas."
Se estes sistemas existirem e forem encontrados pelo LISA, os cientistas vão obter novos dados para desenvolver ainda mais a teoria da evolução planetária. Vão melhor entender as condições sob as quais um planeta sobreviver à(s) fase(s) de gigante(s) vermelha(s) e também testar a existência de uma segunda geração de planetas, ou seja, planetas que se formam após a fase de gigante vermelha. Por outro lado, se o LISA não detetcar exoplanetas em órbita de anãs brancas binárias, os cientistas serão capazes de estabelecer restrições no estágio final da evolução planetária na Via Láctea.
Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.
Fonte: Max Planck Institute for Gravitational Physics
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