Exolua descoberta por microlente gravitacional?

http://www.nasa.gov/jpl/multimedia/exomoon-pia17998/#.U0mah_ldWSo

Pesquisadores detectaram um primeiro candidato a “exolua” (uma lua orbitando um planeta que se encontra fora do nosso sistema solar). Usando uma técnica chamada de “microlente”, eles observaram que o objeto pode ser uma exolua e um exoplaneta ou um exoplaneta e sua estrela. A concepção deste artista retrata as duas possibilidades, com o emparelhamento exoplaneta / exolua, à esquerda, e estrela / exoplaneta à direita. Se o cenário da exolua é verdade, a exolua iria pesar menos do que a Terra e o exoplaneta seria mais massivo do que Júpiter. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Microlente gravitacional é uma ferramenta espetacular usada para se descobrir coisas incomuns no Cosmos. Uma estrela mais próxima pode dobrar o espaço em torno de si o suficiente para que, quando ela passa entre nós e uma estrela mais distante, um brilho distinto da luz de outra estrela distante surge, pelo efeito gravitacional da lente, pois a luz do objeto mais distante é desviada [1].

Este é um fenômeno útil por si só, mas as lentes gravitacionais envolvendo galáxias distantes constituem hoje uma parte significativa dos kits de ferramentas da astronomia avançada. No entanto, nós também podemos usar o efeito do desvio da luz pela gravidade ao procurar exoplanetas. Agora, no caso deste trabalho recente, os cientistas julgam ter encontrado um candidato a exolua [lua extrasolar] de um exoplaneta.

Impressão artística retrata uma exolua massiva, de tamanho similar ao da Terra, orbitando um exoplaneta gigante gasoso.

O método funciona neste contexto porque se a estrela de primeiro plano tem um exoplaneta a orbitá-la, um segundo evento de lente pode ocorrer e uma comparação entre as medições destes dois eventos pode nos ajudar a descobrir a massa relativa dos dois objetos. Infelizmente, um problema com as microlentes é que estes são eventos de ‘um só tiro’, dependente estreitamente de raros alinhamentos celestes. Em outras palavras, nós não podemos voltar atrás e estudá-los uma segunda vez. Isso é uma pena, porque alguns estudos descobriram exoplanetas livres (soltos na galáxia, sem estarem gravitacionalmente ligados a uma estrela), tratam-se de descobertas interessantes, gostaríamos de saber mais sobre estes mundos.

Agora vamos falar de MOA-2011-BLG-262, uma observação por microlente gravitacional feita pela colaboração entre ‘Microlensing Observations in Astrophysics’ (MOA – Japão, Nova Zelândia e EUA) e o programa Probing Lensing Anomalies NETwork (PLANET), que tem trabalhado com telescópios na Nova Zelândia e Tasmânia. O trabalho relata a descoberta de dois objetos, um deles cerca de 2.000 vezes menor que o outro. Os astrônomos julgam que observaram um dos possíveis cenários abaixo:

Uma pequena estrela com um planeta cerca de dezoito vezes a massa da Terra em torno dele;
Um exoplaneta maior do que Júpiter orbitado por uma lua com menos massa que a nossa Terra.

A opção 2 que aponta para uma descoberta de exolua chama a atenção dos cientistas porque as exoluas são objetos que ainda não foram detectados até então. Tal achado, se for correto, empurra os limites de detecção para um nível de escala mais apurado. Tal seria uma conquista científica real.

Mas, por que tão grande diferença entre as duas possibilidades propostas? O problema é que não sabemos o quão longe o par de objetos detectados reside. Se eles estão mais perto da Terra, eles produzem o mesmo efeito que um par mais massivo, um exoplaneta em torno de estrela a uma distância consideravelmente maior. É possível a utilização de técnicas de paralaxe, aproveitando-se não só dos telescópios terrestres, mas de recursos espaciais, como o telescópio espacial Spitzer, mas não mais temos os dados para MOA-2011-BLG-262 e desta forma tal conclusão continuará a ser um mistério.

Assim, uma microlente gravitacional nos dá um vislumbre súbito de um sistema estelar (ou um exoplaneta errante, neste caso) distante, após a qual todas as esperanças de futuras observações desaparecem. É como se um raio súbito de luz esclarecedora vem do cosmos, mas seus efeitos desaparecem muito rapidamente, deixando-nos a fazer perguntas sobre o que vimos, tais como estas: Se este é um exoplaneta errante e assumindo que foi ejetado de um sistema extrasolar jovem por interações gravitacionais lá ocorrida, como é que este exoplaneta conseguiu levar consigo a sua lua? Qual a probabilidade que tais cenários ocorram?

Enquanto isso, continuamos com os outros métodos em nosso arsenal, como, por exemplo, o projeto de David Kipping, Hunt for exomoons with Kepler, na esperança de respondermos a perguntas sobre as exoluas mais convencionais em sistemas extrasolares reais.

O artigo deste tema foi assinado por Bennett et al, intitulado “MOA-2011-BLG-262Lb: A Sub-Earth-Mass Moon Orbiting a Gas Giant Primary or a High Velocity Planetary System in the Galactic Bulge”. Publicado no Astrophysical Journal vol. 785, No. 2 (2014), 155.

Para saber mais sobre o trabalho de Kipping na caça de exoluas, leia: Como usar o observatório espacial Kepler para descobrir exoluas habitáveis?

Nota

[1] A curvatura da luz pela gravidade foi prevista por Albert Einstein quando ele publicou a teoria da Relatividade Geral em 1916. De acordo com a teoria, a força gravitacional de um objeto massivo como o Sol pode produzir uma curvatura observável no espaço vizinho, o que modifica o caminho dos raios luminosos ou da radiação (como as ondas de rádio) que passam perto do objeto massivo. Este fenômeno foi observado pela primeira vez no famoso eclipse solar de 1919.

Em azul a luz segue em linha reta (sem o Sol); Em vermelho a previsão pela teoria clássica de Newton e em verde a previsão da TGR de Einstein de 1916, confirmada no eclipse solar de 1919. Crédito Ned Wright

Para saber sobre o comportamento da luz afetada pela gravidade, leia: VLBA: medições precisas do desvio das ondas de rádio dos quasares ao passar perto do Sol confirmam a teoria da gravidade de Einstein