Exoplaneta
English: Exoplanet

Gráfico do número de descobertas de planetas extrassolares por ano.

Um exoplaneta (ou planeta extrassolar (pré-AO 1990: extra-solar)) é um planeta que orbita uma estrela que não seja o Sol e, desta forma, pertence a um sistema planetário distinto do nosso. Desde 27 de agosto de 2019, existem 4109 exoplanetas em 3059 sistemas detectados[1][2], com 667 sistemas tendo mais de um planeta. Em 2018, havia 2.724 candidatos à espera de confirmação.[3]

Embora a existência de sistemas planetários há muito tenha sido aventada, até a década de 1990 nenhum planeta ao redor de estrelas da sequência principal havia sido descoberto. Todavia, desde então, algumas perturbações em torno da estrela atribuídas a exoplanetas gigantes vêm sendo descobertas com telescópios melhores. Mesmo por estimativas, as observações cada vez mais frequentes de exoplanetas gigantes reforçam a possibilidade de que alguns desses sistemas planetários possam conter planetas menores e consequentemente abrigar vida extraterrestre. A maioria dos exoplanetas possui condições inóspitas à existência de vida tal como é concebida em nosso planeta. Os planetas detectados até agora são, em sua maioria, do tamanho ou maior do que Júpiter e giram, na maioria das vezes, em órbitas muito próximas da estrela-mãe. Entretanto, os cientistas acreditam que isso se deve a limitações nas técnicas de detecção de planetas e não porque essas condições sejam mais comuns. Como, por exemplo, sete exoplanetas do tamanho da Terra que foram descobertos orbitando uma estrela anã vermelha conhecida como TRAPPIST-1.[4]

História de detecções

Nosso sistema solar comparado com o sistema 55 Cancri

A mais antiga evidência da existência de um exoplaneta é o espectro da estrela de van Maanen registrado no Observatório Monte Wilson em 1917. Todavia, naquela ocasião, esse espectro foi interpretado como sendo de uma estrela tipo F.[5] As primeiras detecções científicas que visavam localizar exoplanetas ocorreram em 1988 e a descoberta dos primeiros exoplanetas foi anunciada em 1989,[6][7] quando variações nas velocidades radiais de HD 114762 e Alrai (γ Cephei) foram explicadas como efeitos gravitacionais causados por corpos de massa subestelar, possivelmente gigantes gasosos (11 MJ & 2-3 MJ respectivamente). Alrai foi analisada em um artigo [8] no ano anterior, mas a questão de um companheiro planetário como causa das variações de velocidade foi deixada em aberto. Todavia, uma pesquisa subsequente em 1992 concluiu que os dados não eram robustos o bastante para confirmar a presença de um planeta,[9] mas, dois anos depois, técnicas aperfeiçoadas confirmaram sua existência. O caso de HD 114762 ainda não foi refutado, mas considera-se que seu companheiro possa ser uma estrela de baixa massa em órbita vista de topo.

Em 1992, os astrônomos Aleksander Wolszczan e Dale Frail fizeram primeira detecção de um exoplaneta, dois planetas que orbitavam um Pulsar PSR B1257+12.[10]. Acredita-se que eles tenham sido formados dos remanescentes da supernova que produziu o pulsar, numa segunda rodada de formação planetária, ou de caroços sólidos dos restos de gigantes gasosos que sobreviveram à supernova e espiralaram as suas órbitas atuais.[11]

Vários exoplanetas em redor de estrelas solares começaram a ser descobertos em grande número no fim da década de 1990 como resultado do aperfeiçoamento da tecnologia dos telescópios, tais como o advento dos CCDs e de processamento de imagens por computador.[11] Tais avanços permitiram medições mais precisas do movimento estelar, possibilitando que os astrônomos detectassem planetas, não visualmente (porque a luminosidade de um planeta é geralmente muito baixa para ser detectada desta forma), mas através dos efeitos gravitacionais que exercem sobre as estrelas ao redor das quais orbitam (veja astrometria e velocidade radial). Exoplanetas também podem ser detectados através da variação da luminosidade aparente da estrela à medida que o planeta passa defronte dela (ver eclipse).

Parte de nosso sistema solar superposto às órbitas dos planetas HD 179949 b, HD 164427 b, Epsilon Reticuli ab, e Mu Arae b (estrelas-mãe no centro)

O primeiro planeta extra-solar definitivo descoberto ao redor de uma estrela da sequência principal (51 Pegasi) foi anunciado em 6 de Outubro de 1995 por Michel Mayor e Didier Queloz da Universidade de Genebra. Desde então, dezenas de planetas foram descobertos e algumas suspeitas datadas do fim dos anos 1980 foram confirmadas, muitas pelo grupo liderado por Geoffrey Marcy, da Universidade da Califórnia, com dados obtidos nos observatórios Lick e Keck. O primeiro sistema a ter mais de um planeta detectado foi υ Andromedae. A maioria dos planetas detectados possui órbitas muito elípticas.[11] Todos os planetas até hoje descobertos possuem grande massa e a maioria tem massa superior à de Júpiter.[11] Em Julho de 2004, anunciou-se que o Hubble possibilitou a descoberta de cem exoplanetas adicionais, mas a presença deles ainda não pôde ser confirmada. Ademais, muitas observações apontam para a existência de milhões de cometas nesses sistemas extra-solares.

Em 13 de Novembro de 2008 foi anunciado por Paul Kalas, astrónomo da Universidade de Berkeley, que conseguiu pela primeira vez, através de um telescópio ótico, registar imagens de um exoplaneta. Para tal foi utilizada a técnica de eclipsamento artificial [carece de fontes?], isto é, obstruindo a luz das estrelas mais próximas e possibilitando a visualização de seus planetas, muito menos luminosos. A referida imagem mostra o exoplaneta Fomalhaut b, provavelmente com uma massa aproximada à de Júpiter.[12]

A primeira fotografia, através de um telescópio óptico, de um exoplaneta

Na mesma ocasião, foi anunciada a descoberta, por astrônomos do Instituto de Astrofísica de Victoria, em British Columbia, de três planetas orbitando a estrela HR 8799.[13]

Em Dezembro de 2008, três estudantes da Universidade de Leiden, nos Países Baixos, descobrem o primeiro exoplaneta a orbitar uma estrela quente e de rotação rápida. Meta de Hoon, Remco van der Burg e Francis Vuijsje [14] estavam a testar um método de investigação da flutuação da luz por acção da gravidade, inserido na Optical Gravitational Lensing Experiment ( OGLE),quando verificaram que a cada dois dias e meio a luminosidade de uma estrela decrescia na ordem dos 1% a 2%. Ao planeta foi atribuído o nome de OGLE2-TR-L9b possuindo uma massa cinco vezes superior à de Júpiter. A estrela à volta da qual orbita o planeta é 1000 °C a 7000 °C mais quente que o nosso Sol.[15] Em 2014, 1 779 exoplanetas haviam sido detectados.[1] e em 27 de agosto de 2019 existem 4109 exoplanetas em 3059 sistemas, com 667 sistemas tendo mais de um planeta.

Em 2018, pesquisadores analisaram, usando ferramentas desenvolvidas no MIT, as curvas de luz de 50.000 estrelas de varreduras recentes do Kepler em apenas algumas semanas, detectando quase 80 exoplanetas potenciais.[16]

4.000º exoplaneta

Em 2019, a NASA confirmou o 4.000º exoplaneta e celebrou a descoberta com um mapa de todos os exoplanetas encontrados até aquele momento. O mapa mostra os exoplanetas detectados por pequenas perturbações das cores de sua estrela-mãe (velocidade radial) aparecem em rosa, enquanto aqueles identificados por pequenas quedas no brilho da estrela-mãe (trânsito) são mostrados em roxo. Além disso, os exoplanetas que foram visualizados aparecem diretamente na cor laranja, enquanto aqueles detectados pela ampliação gravitacional da luz de uma estrela de fundo (microlente) são mostrados em verde.[17] O curta-metragem foi publicado no YouTube e descrito pelo site Astronom Picture of the Day (APOD) da NASA.[18]