Crédito de imagem: ESA
Astrônomos da Universidade do Texas em Austin acreditam que descobriram uma maneira barata de procurar planetas extra-solares. Embora o processo provavelmente destrua os planetas internos, os planetas externos provavelmente ainda permanecerão em órbita ao redor da estrela. Sabe-se que essas anãs brancas pulsam a uma taxa específica; portanto, a gravidade de um planeta que se move ao redor da estrela deve afetar essa taxa de pulso em um valor minucioso que deve ser detectado por telescópios terrestres baratos.
Os astrônomos da Universidade do Texas em Austin inventaram um método barato para determinar se existem outros sistemas solares como o nosso.
Entre as mais de 100 estrelas hoje conhecidas por possuir planetas, os astrônomos encontraram poucos sistemas semelhantes aos nossos. Não se sabe se isso é devido a limitações tecnológicas ou se nosso sistema é realmente uma configuração rara. Os astrônomos do Observatório McDonald? O novo método de busca usa um telescópio da era da Depressão acoplado à tecnologia de hoje.
Os astrônomos Don Winget e Edward Nather, os estudantes de graduação Fergal Mullally e Anjum Mukadem, e colegas estão procurando as "sobras" de sistemas solares como o nosso. O método deles procura as peças de um sistema solar depois que sua estrela morre, explorando uma característica de Suns antigos e queimados chamados "anãs brancas".
Os astrônomos da Universidade do Texas Bill Cochran e Ted von Hippel também estão envolvidos, juntamente com S.O. Kepler da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e Antonio Kanaan da Universidade Federal de Santa Catarina.
Os astrônomos sabem que, à medida que as estrelas semelhantes ao Sol gastam seu combustível nuclear, suas camadas externas se expandem e a estrela se torna uma estrela "gigante vermelha". Quando isso acontece com o Sol, em cerca de cinco bilhões de anos, eles esperam que ele engula Mercúrio e Vênus, talvez não alcançando a Terra. Então o Sol explodirá suas camadas externas e existirá por alguns milhares de anos como uma nebulosa planetária bonita e fina. O restante núcleo do Sol será então uma anã branca, uma cinza densa e escura do tamanho da Terra. E, o mais importante, provavelmente ainda será orbitado pelos planetas exteriores do nosso sistema solar.
Quando um sistema semelhante ao Sol atingir esse estado, a equipe de Winget poderá encontrá-lo. Seu método é baseado em mais de três décadas de pesquisa sobre a variabilidade (isto é, mudanças no brilho) das anãs brancas. No início dos anos 80, os astrônomos da Universidade do Texas descobriram que algumas anãs brancas variam, ou "pulsam", em rajadas regulares. Mais recentemente, Winget e colegas descobriram que cerca de um terço dessas anãs brancas pulsantes (PWDs) são cronômetros mais confiáveis do que os relógios atômicos e a maioria dos pulsares de milissegundos.
Essas pulsações são a chave para detectar planetas. Os planetas que orbitam uma estrela PWD estável afetarão as observações de sua cronometragem, parecendo causar variações periódicas nos padrões de pulsos vindos da estrela. Isso porque o planeta que orbita a PWD arrasta a estrela ao redor enquanto ela se move. A mudança na distância entre a estrela e a Terra mudará a quantidade de tempo necessário para que a luz das pulsações atinja a Terra. Como os pulsos são muito estáveis, os astrônomos podem calcular a diferença entre o tempo de chegada observado e o esperado dos pulsos e deduzir a presença e as propriedades do planeta. (Este método é semelhante ao usado nas descobertas dos chamados "planetas pulsares". A diferença é que não se pensa que os companheiros pulsares tenham se formado com suas estrelas, mas somente depois que essas estrelas explodiram em supernovas.)
“Essa pesquisa será sensível às anãs brancas, que inicialmente eram entre uma e quatro vezes mais massivas que o Sol, e deve ser capaz de detectar planetas dentro de duas a 20 UA da estrela-mãe. Isso significa que estaremos investigando algumas estrelas na zona habitável ”, disse Winget. (Uma UA, ou unidade astronômica, é a distância entre a Terra e o Sol.) “Basicamente, é fácil detectar Júpiter à distância de Júpiter com esta técnica. É sopa de pato - ele disse.
Fácil, mas não rápido. Planetas externos, orbitando suas estrelas a grandes distâncias, podem levar mais de uma década para completar uma órbita. Portanto, pode levar muitos anos de observações para detectar definitivamente um planeta orbitando uma anã branca.
"Você precisa procurar por muito tempo uma órbita completa", disse Winget. “Uma meia órbita ou um terço da órbita nos dirá algo acontecendo lá. Mas para um planeta à distância de Júpiter, uma meia órbita ainda é de seis anos. ” Winget acrescentou que, para esse método, “detectando Júpiter em Urano? a distância é mais fácil, mas leva ainda mais tempo. ”
Para a busca no planeta PWD, Nather concebeu um novo instrumento especializado para o telescópio Otto Struve de 2,1 metros do Observatório McDonald. Ele e Mukadam projetaram e construíram o instrumento, chamado Argos, para medir a quantidade de luz vinda das estrelas-alvo. Especificamente, Argos é um "fotômetro CCD"? um contador de fótons que usa um dispositivo acoplado a carga para gravar imagens. Localizado no foco principal do telescópio Struve, a Argos não possui outra ótica além do espelho primário de 2,1 metros do telescópio. Cópias de Argos estão sendo construídas em outros observatórios ao redor do mundo.
Mullally continua a busca de planetas em torno de anãs brancas com Argos no Struve Telescope. Ele tem 22 estrelas-alvo, a maioria das quais foi identificada pelo Sloan Digital Sky Survey. Quando a equipe encontrar candidatos promissores ao planeta com Argos, eles farão o acompanhamento usando o Telescópio Hobby-Eberly (HET) de 9,2 metros no McDonald Observatory.
"Se encontrarmos planetas grandes orbitando a grandes distâncias, isso é uma boa pista de que pode haver planetas menores mais próximos. Nesse caso, o que você faz é bater naquele alvo com o maior telescópio que você tem acesso", disse Winget. . O HET permitirá um tempo mais preciso dos pulsos da PWD e, portanto, poderá identificar planetas menores.
Esta pesquisa poderá estudar tipos de estrelas que não podem ser estudadas com o método de espectroscopia doppler? o método de pesquisa de planeta mais bem-sucedido até hoje? Disse Winget. Devido a idiossincrasias na composição de estrelas parecidas com o Sol, o método de espectroscopia doppler não é muito sensível ao procurar planetas em torno de estrelas com o dobro da massa do Sol. Aproximadamente metade das estrelas no estudo de Winget serão anãs brancas que originalmente eram esses tipos de estrelas. Por esse motivo, o estudo da PWD no McDonald pode ser fundamental para explorar e avaliar alvos e observar estratégias para missões espaciais da NASA planejadas nas próximas duas décadas, especificamente a Missão de Interferometria Espacial, a Missão de Interferometria Espacial, o Localizador de Planetas Terrestres e a espaçonave Kepler.
Esta pesquisa é financiada por uma concessão da NASA Origins, bem como uma concessão do Projeto de Pesquisa Avançada do Estado do Texas. Através do financiamento da Agência de Educação Superior do Texas, dois professores do ensino médio (Donna Slaughter, da Stony Point High School, em Round Rock, Texas, e Chris Cotter, da Lanier High School, em Austin), participaram diretamente dessa pesquisa. Estão em andamento planos para estender esse envolvimento a outros professores e alunos em suas salas de aula, trazendo a ciência, os cientistas e o Observatório diretamente para a sala de aula usando a Internet. Cotter e seus colegas da Lanier High School estão envolvidos com Mullally no teste desse conceito.
Fonte original: Comunicado de imprensa do Observatório McDonald
