Cientistas descobriram uma nova maneira de detectar mundos alienígenas além do nosso Sistema Solar

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Imagem de rádio de Júpiter. (Créditos: Imke de Pater; Michael H. Wong, UC Berkeley; Robert J. Sault, Universidade de Melbourne)

Traduzido por Julio Batista
Original de Brian Koberlein para o Universe Today

Descobrimos milhares de exoplanetas nos últimos anos. A maioria deles foram descobertos pelo método de trânsito, onde um telescópio óptico mede o brilho de uma estrela ao longo do tempo. Se a estrela diminuir muito ligeiramente no brilho, isso pode indicar que um planeta passou na frente dela, bloqueando parte da luz.

O método de trânsito é uma ferramenta poderosa, mas tem limitações. Não menos importante é que o planeta deve passar entre nós e sua estrela para que possamos detectá-lo. O método de trânsito também se baseia em telescópios ópticos.

Mas um novo método pode permitir que os astrônomos detectem exoplanetas usando radiotelescópios.

Não é fácil observar exoplanetas em comprimentos de onda de rádio. A maioria dos planetas não emite muita luz de rádio, e a maioria das estrelas sim. A luz de rádio das estrelas também pode ser bastante variável devido a coisas como erupções estelares.

Mas grandes planetas gasosos como Júpiter podem ser radio-brilhantes. Não do próprio planeta, mas de seu forte campo magnético. Partículas carregadas do vento estelar interagem com o campo magnético e emitem luz de rádio.

Júpiter é tão brilhante na luz do rádio que você pode detectá-lo com um radiotelescópio caseiro, e os astrônomos detectaram sinais de rádio de várias anãs marrons.

Esta imagem de rádio de Júpiter foi capturada pelo Very Large Array (VLA) no Novo México. As três cores na imagem correspondem a três diferentes comprimentos de onda de rádio: 2 cm em azul, 3 cm em ouro e 6 cm em vermelho. (Créditos: Imke de Pater; Michael H. Wong, UC Berkeley; Robert J. Sault, Universidade de Melbourne)

Mas não houve um sinal de rádio claro de um planeta semelhante a Júpiter orbitando outra estrela.

Neste novo estudo, a equipe analisou como seria esse sinal.

Eles basearam seu modelo na magnetohidrodinâmica (MHD), que descreve como os campos magnéticos e os gases ionizados interagem, e o aplicaram a um sistema planetário conhecido como HD 189733, que é conhecido por ter um mundo do tamanho de Júpiter.

Eles simularam como o vento estelar da estrela interagiu com o campo magnético do planeta e calcularam qual seria o sinal de rádio do planeta.

Eles encontraram várias coisas interessantes.

Uma amostra de imagens de rádio sintéticas produzidas por este novo modelo. (Créditos: Somitra Hazra et al., arXiv, 2022)

Por um lado, a equipe mostrou que o planeta produziria uma curva de luz clara. Esse é um sinal de rádio que varia por causa do movimento do planeta. Isso é ótimo porque as observações de movimento de rádio são extremamente precisas. Ainda mais precisas do que as observações ópticas Doppler.

Eles também descobriram que as observações de rádio podem detectar o trânsito de um planeta passando na frente de sua estrela. Haveria características específicas no sinal de rádio mostrando como a magnetosfera do planeta passa na frente da estrela. Assim, os astrônomos puderam entender melhor a força e o tamanho da magnetosfera do planeta.

Ambos os sinais seriam muito fracos, então será necessária uma nova geração de radiotelescópios para vê-los.

Mas se pudermos detectá-los, os sinais de rádio planetários nos darão uma medida orbital precisa de pelo menos um planeta no sistema e nos ajudarão a entender a composição e o interior de um exoplaneta.

Juntos, estes seriam um grande salto em nossa compreensão dos sistemas exoplanetários.


Referência: Soumitra Hazra, et al. “Exoplanet Radio Transits as a Probe for Exoplanetary Magnetic Fields — Time-dependent MHD Simulations.” arXiv pré-publicação arXiv:2208.06006 (2022).