Sinais de rádio misteriosos de estrelas distantes sugerem a presença de planetas ocultos

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Impressão artística de uma aurora estelar induzida por exoplaneta. Crédito: Danielle Futselaar.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Os astrônomos encontraram uma coleção de estrelas fazendo algo inesperado.

Dentro de 160 anos-luz do Sistema Solar, quatro estrelas anãs vermelhas que deveriam ser silenciosas em observações de rádio foram flagradas emitindo sinais de rádio. De acordo com uma análise desses sinais, a melhor explicação para essa atividade é a presença de exoplanetas invisíveis.

Não é, para ser claro, uma tecnossignatura sugerindo uma civilização alienígena; em vez disso, parece ser o resultado de uma interação entre o exoplaneta e o campo magnético da estrela, gerando auroras intensamente fortes que podem ser detectadas usando o Low Frequency Array (LOFAR) – um poderoso radiotelescópio com sede na Holanda.

Após o relatório de uma descoberta semelhante anunciada no ano passado, a pesquisa sugere uma nova maneira de caçar exoplanetas em nossa vizinhança solar.

“Descobrimos sinais de 19 estrelas anãs vermelhas distantes, quatro das quais são mais bem explicadas pela existência de planetas orbitando-as”, disse o físico Benjamin Pope, da Universidade de Queensland, na Austrália.

“Há muito tempo sabemos que os planetas de nosso próprio Sistema Solar emitem ondas de rádio poderosas à medida que seus campos magnéticos interagem com o vento solar, mas os sinais de rádio de planetas fora de nosso Sistema Solar ainda não haviam sido captados. Esta descoberta é um passo importante para a radioastronomia e pode levar à descoberta de planetas por toda a galáxia”.

A inspiração para a pesquisa veio de nosso próprio Sistema Solar. Aqui, as interações entre o gigante gasoso Júpiter e sua lua Io resultam em auroras poderosas e permanentes nos polos de Júpiter, bastante fortes no espectro de rádio.

Elas não são diferentes das auroras da Terra, mas são formadas de forma diferente. Aqui na Terra, as auroras são criadas por partículas que vêm do Sol. Quando partículas carregadas como prótons e elétrons colidem com a magnetosfera da Terra, elas são enviadas zunindo ao longo das linhas do campo magnético em direção aos polos, onde se espalham na atmosfera superior da Terra e colidem com as moléculas atmosféricas. A ionização resultante dessas moléculas resulta em auroras.

Em Júpiter, as auroras não são criadas apenas por partículas solares, mas também por partículas da lua Io, o mundo mais vulcânico do Sistema Solar. Está constantemente expelindo dióxido de enxofre, que é imediatamente removido por meio de uma complexa interação gravitacional com o planeta, tornando-se ionizado e formando um toro de plasma ao redor de Júpiter, que constantemente alimenta as auroras por meio de linhas de campo magnético.

O campo magnético do Sol não é forte o suficiente e as distâncias são grandes demais para produzir um efeito semelhante em sua interação com os planetas do Sistema Solar, mas as anãs vermelhas são diferentes. Essas pequenas estrelas de vida longa, pequenas e escuras, têm campos magnéticos muito mais poderosos do que os do Sol, e os exoplanetas que encontramos orbitando-as podem estar muito mais próximos do que qualquer coisa no Sistema Solar.

Esperava-se que o planeta em órbita próxima de uma estrela anã vermelha pudesse produzir uma emissão semelhante, mas mais poderosa do que a produzida por Júpiter e Io, resultando em auroras nos polos da estrela. A primeira emissão de rádio da anã vermelha consistente com este tipo de interação foi encontrada em uma estrela anã vermelha no ano passado. Agora os cientistas ampliaram a rede, resultando em três novas estrelas.

“Nosso modelo para esta emissão de rádio de nossas estrelas é uma versão ampliada de Júpiter e Io, com um planeta envolto no campo magnético de uma estrela, alimentando-se de material em vastas correntes que de forma semelhante aumentam o brilho [das auroras]”, disse o astrônomo Joseph Callingham, do Instituto Holandês de Radioastronomia (ASTRON), que liderou a pesquisa.

“É um espetáculo que atraiu nossa atenção de anos-luz de distância”.

Os dois principais métodos atuais de detecção de exoplanetas funcionam melhor em exoplanetas grandes e massivos. Os astrônomos procuram por diminuições na luz da estrela quando o exoplaneta passa entre nós e a estrela, chamado de método de trânsito, ou procuram sinais de que a estrela está oscilando no local, uma pista de que está orbitando um centro de gravidade mútuo com um exoplaneta, denominado método da velocidade radial. Ambos os efeitos são muito maiores se o exoplaneta for enorme.

A equipe não encontrou nenhum sinal dos exoplanetas sugeridos pelo novo método, além das emissões de rádio, mas se os exoplanetas estiverem lá, observações futuras usando o método da velocidade radial podem ajudar a revelá-los. E, à medida que radiotelescópios mais poderosos ficarem disponíveis no futuro, quem sabe o que iremos encontrar.

“Não podemos ter 100 por cento de certeza de que as quatro estrelas que pensamos ter planetas são de fato hospedeiras de planetas, mas podemos dizer que uma interação planeta-estrela é a melhor explicação para o que estamos vendo”, disse Pope.

“Observações posteriores descartaram planetas mais massivos do que a Terra, mas não há nada que diga que um planeta menor não faria isso”.

A pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.