Exoluas são um tema quente na comunidade científica, já que nenhum foi confirmado e os astrônomos encontraram maneiras novas e criativas de identificá-los. Mas embora os astrônomos tenham procurado exoluas orbitando exoplanetas em torno de estrelas únicas como o nosso Sol, poderiam existir exoluas em torno de exoplanetas orbitando estrelas binárias? Isso é o que estudo recente submetido a O Jornal Astrofísico espera abordar enquanto uma equipe de pesquisadores da Universidade Tufts investigou a probabilidade estatística de exoluas orbitando exoplanetas com duas estrelas, também conhecidos como planetas circumbinários (CBPs). Este estudo tem o potencial de ajudar os investigadores a compreender melhor os métodos necessários para identificar exoluas numa variedade de sistemas exoplanetários.
Aqui, Universo hoje discute esta incrível pesquisa com Benjamim R. Gordonque é estudante de Mestrado em Astrofísica na Tufts University e principal autor do estudo, sobre a motivação por trás do estudo, resultados significativos, potenciais estudos de acompanhamento, a importância de encontrar exoluas orbitando CBPs e quais sistemas conhecidos são os mais promissor para identificar exoluas? Portanto, qual foi a motivação por trás deste estudo?
Gordon conta Universo hoje“Fomos motivados no início por algumas ideias, mas minha maior fonte de inspiração foi a ideia de que se pensa que os planetas circumbinários têm uma distância mínima maior do que os planetas de uma única estrela, o que significa que mais planetas circumbinários provavelmente estariam dentro a “zona habitável”. Assim, qualquer lua desses planetas circumbinários pode ter potencial para formar vida, pois podem ter tamanho semelhante ao da Terra se o planeta for muito grande. Não é uma questão trivial perguntar se as luas nestes sistemas caóticos de 2 estrelas e um planeta seriam estáveis, por isso estávamos ansiosos por encontrar uma resposta!”
Para o estudo, os investigadores usaram modelos de computador para simular como as exoluas poderiam orbitar CBPs sob uma variedade de condições de sistemas exoplanetários, especificamente o que é conhecido como raio da colina de um planeta, que é o seu limiar para ter exoluas orbitando-as. Os pesquisadores conduziram as simulações em duas populações de CBPs e exoluas: População 1, que tinha um raio planetário ilimitado para ter exoluas; e a População 2, que tinha um raio planetário entre 3x o da Terra e o tamanho do exoplaneta correspondente, que foram identificados como todos os gigantes gasosos orbitando estrelas binárias. Os pesquisadores então conduziram 390 simulações computacionais dos planetas da População 1 e 484 simulações computacionais dos planetas da População 2. Então, quais foram os resultados mais significativos do estudo?
“Uma das principais descobertas é que existe uma seção do espaço de parâmetros das condições iniciais do nosso sistema que sempre resulta em exoluas estáveis de planetas circumbinários”, diz Gordon. Universo hoje. “Também descobrimos que 30-40% das luas estáveis estão na zona habitável, o que é uma fração muito significativa. Também mostramos que o cenário de migração impulsionada por disco para um sistema planetário-lua circumbinário é um possível caminho de formação para planetas circumbinários de longo período, bem como para objetos de massa planetária que flutuam livremente pelo espaço.”
O objetivo da caça de exoplanetas é encontrar um mundo semelhante à Terra, cujo tamanho, distância da sua estrela e composição atmosférica possam ter as condições certas para sustentar a vida como a conhecemos. Infelizmente, dos 5.806 exoplanetas confirmadosapenas 210 são mundos rochosos como o nosso, sendo mais de metade dos exoplanetas confirmados gigantes gasosos. Portanto, a identificação de exoluas orbitando CBPs dentro da zona habitável de sua estrela pode ser uma promessa para potencialmente identificar exoluas do tamanho da Terra orbitando gigantes gasosos maiores que Júpiter. Então, quais estudos de acompanhamento estão atualmente em andamento e quais são os pensamentos de Gordon sobre a importância de potencialmente encontrar exoluas orbitando CBPs?
“Seria interessante investigar a estabilidade destas luas, incluindo os efeitos da inclinação e dos sistemas multiplanetários”, diz Gordon. Universo hoje. “Também espero solicitar tempo de telescópio em missões futuras, como o Telescópio Romano Nancy Grace, para acompanhar sistemas circumbinários semelhantes aos que vemos em nossas simulações com exoluas estáveis. Atualmente, não houve exoluas confirmadas, então encontrar uma em geral seria notável! Se encontrarmos um orbitando especificamente um planeta circumbinário, este pode ser um excelente candidato para pesquisas de vida via JWST.”
Como observado, nenhuma exolua foi confirmada, mas atualmente existem quase duas dúzias candidatos exoluacom dois recentemente sendo desmascarado devido aos dados de trânsito de exoplanetas, mas essas descobertas foram posteriormente refutado apenas alguns meses depois como prováveis candidatos (Kepler 1625b e Kepler 1708b), juntamente com duas exoluas potencialmente vulcanicamente ativas, cada uma orbitando um “Júpiter quente” (WASP-49b e HD 189733b). Dessas quatro, HD 189733b reside em um sistema estelar binário com a estrela primária considerada como uma estrela anã laranja – que HD 189733b orbita – e a estrela secundária considerada como uma estrela anã vermelha.
Com isto, a questão passa a ser: e quanto às exoluas habitáveis, uma vez que várias luas do nosso sistema solar exibem evidências de conterem os blocos de construção da vida como a conhecemos, especificamente Europa, Titãe Encéladoe todos orbitam gigantes gasosos, embora muito fora da zona habitável do nosso Sol. Se mundos como estes existirem dentro do nosso próprio sistema solar, então exoluas semelhantes também poderiam orbitar gigantes gasosos noutros sistemas solares. Então a questão é: poderíamos encontrar exoluas orbitando dentro da respectiva zona habitável de sua estrela? Por exemplo, poderia um gigante gasoso que orbita dentro da zona habitável da sua estrela possuir exoluas semelhantes à Terra? Portanto, segundo Gordon, quais sistemas conhecidos são os mais promissores para identificação de exoluas?
“Na minha opinião, acho que sistemas estelares únicos seriam os mais fáceis de confirmar uma exolua”, diz Gordon Universo hoje. “Isso ocorre porque os dados usados para vários métodos de detecção propostos são muito mais complexos para sistemas binários do que para estrelas individuais, já que uma estrela extra fornece outra fonte de interações dinâmicas. Por exemplo, já existe um problema em encontrar planetas circumbinários usando o método de trânsito, uma vez que os trânsitos não se dobram devido a variações de tempo de trânsito decorrentes de interações com o binário.”
Gordon continua contando Universo hoje“Tentar encontrar uma lua em uma curva de luz de um planeta circunbinário tornaria um problema difícil ainda mais difícil, enquanto uma curva de luz exoplanetária de uma única estrela forneceria um ponto de partida mais limpo onde cada um dos candidatos até agora foi localizado (Kepler- 1625b e Kepler-1708b). Para exoluas circumbinárias, a nossa investigação mostra que seria melhor pesquisar em sistemas que tenham uma ampla separação binária, uma vez que as luas estáveis foram capazes de orbitar até 10% do raio da colina do seu planeta (para contextualizar, a nossa lua orbita a cerca de 26 % do raio da colina da Terra).
À medida que os astrônomos continuam a procurar nos céus por evidências definitivas de uma exolua potencialmente orbitando um exoplaneta ou CBP, a tecnologia e técnicas usadas para procurar exoluas só irão melhorar no futuro, especificamente com o mencionado acima. Telescópio Romano Nancy Grace (comumente referido como Roman), com lançamento previsto para o outono de 2026 e maio de 2027. Junto com a busca por exoplanetas usando o método de microlente gravitacionalRoman também estudará estruturas cósmicas, energia escura, relatividade geral e curvatura espaço-tempo, tudo isso enquanto estiver estacionado em um L Sol-Terra.2 órbita, que está localizada no lado oposto da órbita da Terra em relação ao Sol.
Quantas exoluas orbitando planetas circumbinários os pesquisadores farão nos próximos anos e décadas? Só o tempo dirá, e é por isso que fazemos ciência!
Como sempre, continue fazendo ciência e olhando para cima!
Fonte: InfoMoney
