Podem ter sido detectados, pela primeira vez, sinais de um planeta transitando uma estrela localizada fora da Via Láctea.
A imagem mostra uma composição de M51 com raios X do Chandra e luz óptica do telescópio espacial Hubble que contém uma caixa assinalando a localização do possível candidato a planeta.
Este resultado intrigante, recorrendo ao observatório de raios X Chandra da NASA, abre uma nova janela para a busca de exoplanetas a distâncias maiores do que nunca.
O possível candidato a exoplaneta está localizado na galáxia espiral Messier 51 (M51), também chamada Galáxia do Redemoinho por causa do seu perfil distinto.
Os exoplanetas são planetas definidos como planetas localizados além do nosso Sistema Solar. Até agora, os astrônomos encontram outros exoplanetas conhecidos e candidatos a exoplaneta na Via Láctea, quase todos a menos de aproximadamente 3.000 anos-luz da Terra. Um exoplaneta em M51 estaria a cerca de 28 milhões de anos-luz de distância, o que significa que estaria milhares de vezes mais distante do que os exoplanetas na Via Láctea.
Este novo resultado é baseado em trânsitos, eventos em que a passagem de um planeta à frente de uma estrela bloqueia parte da luz estelar e produz uma queda de brilho característica.
Usando telescópios terrestres e espaciais - como as missões Kepler e TESS da NASA - os astrônomos procuraram quedas na luz visível, radiação eletromagnética, permitindo a descoberta de milhares de planetas. Agora, os astrônomos procuraram por quedas no brilho de raios X recebido de binários brilhantes. Estes sistemas luminosos normalmente contêm uma estrela de nêutrons ou um buraco negro que puxa gás de uma estrela companheira em órbita próxima.
O material perto da 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 à sua frente pode bloquear a maioria ou todos os raios X, tornando o trânsito mais fácil de localizar porque os raios X podem desaparecer completamente. Isto pode permitir a detecção de exoplanetas a distâncias muito maiores do que os atuais estudos ópticos de trânsitos, que devem ser capazes de detectar diminuições mínimas de luz porque o planeta apenas bloqueia uma pequena fração da estrela.
A equipe usou este método para detectar o candidato a exoplaneta num sistema binário chamado M51-ULS-1, localizado em M51. Este sistema binário contém um buraco negro ou uma estrela de nêutrons que orbita uma estrela companheira com aproximadamente 20 vezes a massa do Sol.
O trânsito de raios X que encontraram com dados do Chandra durou cerca de três horas, durante as quais a emissão de raios X caiu para zero. Com base nesta 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 de Saturno ao Sol.
Embora este seja um estudo interessante, são necessários mais dados para verificar a interpretação como um exoplaneta extragaláctico. Um desafio é que a grande órbita do candidato a planeta significa que não cruzaria em frente do seu parceiro binário durante cerca de 70 anos, frustrando quaisquer tentativas de uma observação de confirmação durante décadas.
Pode a diminuição de brilho ter sido provocada por uma nuvem de gás e poeira passando em frente da fonte de raios X? Os pesquisadores consideram esta explicação improvável, já que as características do evento observado em 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.
Se realmente existe um planeta neste sistema, provavelmente teve uma história tumultuosa e um passado violento. Um exoplaneta no sistema teria que sobreviver à explosão de supernova que criou a estrela de nêutrons ou buraco negro. Em algum ponto, a estrela companheira também pode explodir como supernova e banhar o planeta novamente com níveis extremamente altos de radiação.
Os astrônomos procuraram trânsitos de raios X em três galáxias fora da Via Láctea, usando tanto o Chandra quanto o XMM-Newtron da ESA. A pesquisa cobriu 55 sistemas em M51, 64 sistemas em M101 (a Galáxia do Cata-Vento) e 119 sistemas em M104 (a Galáxia do "Sombrero"), resultando no único candidato a exoplaneta descrito aqui.
Estão disponíveis conjuntos substanciais de dados do Chandra 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. Outra linha interessante de investigação é procurar trânsitos de raios X em fontes da Via Láctea para descobrir novos exoplanetas próximos em ambientes incomuns.
O estudo foi publicado na revista Nature Astronomy.
Fonte: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
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