Astrônomos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte anunciam na centenária revista americana "The Astronomical Journal", na edição de outubro de 2018, um método mais eficiente para a busca de exoplanetas do tipo Terra orbitando estrelas parecidas com o Sol. O método será aplicado aos dados do satélite WFIRST da NASA, que é a próxima missão espacial planejada para busca de exoplanetas com microlentes gravitacionais.

Entre as grandes perguntas da astronomia atual, uma das mais fundamentais está relacionada com a quantidade de planetas do tipo Terra que orbita estrelas do tipo Sol. Isso principalmente em relação a planetas em órbitas tais que a água permanece no estado líquido em sua superfície. Nesse caso, diz-se que o planeta está em uma zona habitável. Astrônomos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) publicaram na edição de outubro de 2018, na revista centenária "The Astronomical Journal" ^[1], dos Estados Unidos, um método mais eficiente para a busca por sistemas planetários compostos por uma estrela parecida com o Sol e um planeta do tipo Terra orbitando sua estrela na mesma distância que a Terra orbita o Sol.

Em 1995, descobriu-se o primeiro planeta extra-solar orbitando a estrela '51 Peg' ^[2] do tipo solar. Essa descoberta desencadeou uma nova grande área na astronomia moderna: a caça por exoplanetas. Astrônomos de todo o mundo criaram técnicas e instrumentos para desvendar esses novos mundos. Métodos, tais como o de velocidade radial por meio da espectroscopia, e o de trânsito planetário pela variação periódica do brilho da estrela causada pela passagem do exoplaneta são os responsáveis pela maioria das descobertas. Dessas técnicas, a última foi a que teve mais sucesso nessa caçada, com mais de 3 mil planetas descobertos até o momento. Tais técnicas são muito eficientes em descobrir os chamados Júpiteres quentes, que são planetas gigantescos orbitando próximo de suas estrelas. Porém, não possuem sensibilidade suficiente para detectar planetas pequenos longe de suas estrelas, como é o caso da Terra em torno do Sol. Encontrar planetas pequenos na zona habitável, onde temos água no estado líquido, é um desafio e é nesse ponto que entra a técnica de microlentes gravitacionais.

Microlente gravitacional é um efeito de "lente gravitacional" que tem sua base originada na relatividade geral elaborada por Albert Einstein, em 1912, e teve sua primeira comprovação no eclipse solar de 1919. O efeito acontece quando uma estrela passa próxima a nossa linha de visada em relação a uma outra estrela no fundo. O campo gravitacional estelar gera uma lente que amplifica o brilho, ou seja, aumenta a intensidade luminosa percebida da estrela no fundo. Se a estrela "lente" possuir um planeta, este também contribui para o campo gravitacional da "lente", e o conjunto gera um padrão de variação bem específico na amplificação do brilho da estrela de fundo. As equações físicas que descrevem este aumento podem ser utilizadas para revelar não somente o planeta, mas também as massas da estrela e do planeta que compõem essa lente. Essa técnica tem sensibilidade surpreendente sendo capaz de detectar planetas pequenos como a Terra, distanciados de suas estrelas nas quais a água permanece em estado líquido no planeta e com órbitas de 365 dias como o nosso próprio Sistema Sol - Terra.

Atualmente, no Brasil, astrônomos da Universidade Federal do Rio Grande do Norte lideram a busca por exoplanetas usando essa técnica de detecção, participando de grandes campanhas observacionais internacionais. O doutorando Leandro de Almeida, juntamente com seu orientador, Prof. Dr. José dias do Nascimento Jr., desenvolveram um novo método para acelerar a busca por planetas como a Terra em estrelas como o Sol. O método depende de uma escolha inteligente dos parâmetros de busca e das equações que definem o evento de microlente gravitacional. O novo método promete refinar as buscas previstas para as gigantescas bases de dados dos telescópios dessa nova era do "big data Science".

"Nosso objetivo é utilizar as bases de dados existentes e, com esse método, descobrir planetas nunca antes detectados. Focaremos a nossa busca em planetas parecidos com a Terra", diz o doutorando Leandro de Almeida.

Usando observações já obtidas por meio de cooperações internacionais – o OGLE e o  MOA, por exemplo –, os astrônomos já encontraram pistas de planetas que ninguém tinha ainda detectado. O Telescópio espacial WFIRST, da NASA, será lançado com o objetivo de vasculhar o espaço profundo e a equipe da UFRN que participa dessa missão deve usar sua técnica para identificar seus primeiros planetas com microlentes gravitacionais.

"Estamos bem animados com essa técnica. Esta é a primeira vez que um grupo brasileiro propõe um método para acelerar a detecção de pequenos planetas baseados no efeito descoberto por Einstein, em 1921", diz o Prof. Dr. José Dias do Nascimento, complementando que "Esta técnica pode revelar planetas além da linha do gelo que, em astronomia ou ciência planetária, é a distância particular estrela - planeta na nuvem formadora, onde a temperatura é fria o suficiente para que compostos voláteis como água, amônia, metano, dióxido de carbono entre outros, possam se condensar em grãos de gelo e líquidos em um processo fundamental para o início da vida".

"A participação de um grupo brasileiro nas campanhas internacionais de descoberta de microlentes gravitacionais com métodos próprios capazes de acelerar a pesquisa dos casos que correspondem a exoplanetas é muito bom. Os exoplanetas descobertos como microlentes gravitacionais têm, em geral, características muito diferentes daqueles descobertos pelos métodos clássicos de trânsito e velocidades radiais e nos permitem melhor estimar a diversidades dos planetas existentes na nossa galáxia" comenta o Prof. Sylvio Ferraz Mello, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas é da Universidade de São Paulo. O Prof. Ferraz Mello é pesquisador da área de exoplanetas e não fez parte deste estudo.

Para mais informações:

• Leandro de Almeida, UFRN, dealmeida.l@fisica.ufrn.br
• Prof. José-Dias do Nascimento Jr., jdonascimento@cfa.harvard.edu

Infográficos, Figuras e vídeos de apoio (fonte: L. de Almeida, UFRN, Página do Ge3):

astro.dfte.ufrn.br/microlentes.php

Descrição dos Arquivos:

Vídeo 1 - Apresentação informativa do método de detecção de exoplanetas usando microlentes gravitacionais.

Vídeo 2 - Representação artística do evento de detecção com microlentes gravitacionais.

Figura 1 - Representação Artística do fenômeno de microlentes gravitacionais para um sistema binário (estrela e planeta).

Figura 2 - Detecção. A luz da estrela no fundo (Fonte) é amplificada pelo sistema de lentes (estrela e planeta) que está no meio do caminho até o observador.

Link do Artigo como será publicado na revista ‘The Astronomical Journal’, em 01 outubro de 2018 após a queda do embargo:

"Microlensing path parametrization for Earth-like Exoplanet detection around Solar mass Stars"

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