Artigo traduzido de University of Texas at Arlington.
Os cientistas que caçam a vida fora da Terra descobriram mais de 1800 planetas fora do nosso sistema solar, ou exoplanetas, nos últimos anos, mas, até agora, ninguém foi capaz de confirmar uma exolua. Agora, físicos da Universidade do Texas em Arlington acreditam que seguir uma trilha de emissões de ondas de rádio pode levá-los a essa descoberta.
Suas descobertas recentes, publicadas na edição de 10 de agosto do The Astrophysical Journal, descrevem as emissões de ondas de rádio resultantes da interação entre o campo magnético de Júpiter e sua lua Io. Eles sugerem o uso de cálculos detalhados sobre a dinâmica Júpiter/Io ao olhar para as emissões de rádio, poderiam indicar luas orbitando um exoplaneta.
“Esta é uma nova maneira de olhar para essas coisas”, disse Zdzislaw Musielak, professor de física na Faculdade de Ciências da UT Arlington e co-autor do novo estudo. “Nós dissemos: ‘E se esse mecanismo acontece fora do nosso sistema solar?’ Então, nós fizemos os cálculos e mostramos que, na verdade, existem alguns sistemas estelares que se têm luas, poderiam ser descobertas dessa maneira”.
Joaquin Noyola, um Ph.D. estudante de graduação em grupo de pesquisa de Musielak, é o autor principal do novo artigo e Suman Satyal, um Ph.D. estudante de graduação do mesmo grupo, é outro co-autor. O artigo é intitulado “Detection of Exomoons Through Observation of Radio Emissions”.
A ideia de vida próspera em uma lua inspirou a ficção científica, como os peludos Ewoks de Star Wars. Os cientistas ainda acham que algumas luas do nosso próprio Sistema Solar – Enceladus de Saturno e Europa de Júpiter – são bons candidatos para suportar a vida com base em sua composição atmosférica, potencial de água e distância do Sol.
A dificuldade surge na tentativa de identificar uma exolua usando métodos existentes, disse Musielak. O Telescópio Kepler da NASA, por exemplo, mede mudanças no brilho de uma estrela para identificar trânsitos de um planeta em órbita. Identificar confiavelmente se a lua é parte do trânsito não foi possível até agora.
A equipe da UT Arlington tem como base teorias anteriores sobre o uso de observações de ondas de rádio para descobrir exoplanetas, mas o aplicou de um novo jeito. Seu foco está em Io e sua ionosfera – a alta atmosfera carregada que é provavelmente criada pelos vulcões extremamente ativos da lua.
Durante sua órbita, a ionosfera de Io interage com a magnetosfera de Júpiter – uma camada de plasma carregado que protege o planeta da radiação – para criar uma corrente de fricção que faz as emissões de ondas de rádio. Essas emissões são chamadas de “emissões decamétricas controladas de Io” e os pesquisadores acreditam que encontrar emissões semelhantes perto de exoplanetas pode ser a chave para prever onde existem outras luas.
Noyola disse que é importante observar na modelagem do exemplo de Io, que em outros pares planeta/lua as outras luas não têm necessariamente que apresentar a atividade vulcânica de Io de ter uma ionosfera.
“Luas maiores – como a maior lua de Saturno, Titã – pode sustentar uma atmosfera densa, o que também pode significar que eles têm uma ionosfera. Assim, a atividade vulcânica não é uma exigência”, disse Noyola.
O artigo também aborda as ondas de Alfvén que são produzidas pela interação das magnetosferas de Io e Júpiter e diz que essas ondas também podem ser usadas para detectar exoluas em situações semelhantes. Ondas de Alfvén são a ondulação do plasma em um campo magnético, primeiramente descritas por Hannes Alfvén no início da década de 1940.
Em seu estudo, a equipe da UT Arlington ainda localizou dois exoplanetas onde eles estão “cautelosamente otimista” de que a comunidade observacional poderia aplicar os cálculos do estudo para procurar exoluas do tamanho da nossa lua com futuros telescópios de rádio mais sensíveis – Gliese 876b, que está a cerca de 15 anos-luz de distância, e Epsilon Eridani b, que está a cerca de 10,5 anos-luz de distância. Telescópios atuais – como o National Science Foundation-supported Long Wavelength Array – poderiam ser usados para detectar exoluas em sistemas planetários mais próximos, com as luas maiores assegurando melhor as possibilidades de detecção, disse Satyal.
“A maioria dos exoplanetas detectados são gigantes gasosos, muitos dos quais se encontram na zona habitável”, disse ele. “Esses gigantes gasosos não podem suportar a vida, mas acredita-se que as exoluas que orbitam esses planetas podem ser habitáveis”.
