Nunca vimos nada como o sistema solar É uma aberrações no espaço

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Nunca vimos nada como o sistema solar. É uma aberrações no
espaço?
 Ilustração do
Sistema Solar, não para escalar. (NASA) (em inglês)
Desde a descoberta histórica em 1992 de dois planetas orbitando uma estrela fora do nosso Sistema Solar, milhares
de novos mundos foram adicionados a uma lista crescente de "exoplanetas" na Via Láctea.
Aprendemos muitas coisas com este vasto catálogo de mundos alienígenas que orbitam estrelas alienígenas. Mas
um pequeno detalhe se destaca como um polegar dolorido. Não encontramos mais nada como o nosso Sistema
Solar.
Isso levou alguns a concluir que nossa estrela doméstica e sua ninhada poderiam ser outliers de alguma forma –
talvez o único sistema planetário de seu tipo.
Por extensão, isso pode significar que a própria vida é um outlier; que as condições que formaram a Terra e seu
verniz de química auto-replicante são difíceis de replicar.
Se você está apenas olhando para os números, a perspectiva é sombria. Por uma grande margem, os exoplanetas
mais numerosos que identificamos até hoje são de um tipo que não é conhecido por ser propício à vida: gigantes e
subgigantes, do gás e talvez da variedade de gelo.
A maioria dos exoplanetas que vimos até agora orbitar suas estrelas muito de perto, praticamente abraçando-as; tão
perto que suas temperaturas escaldantes seriam muito mais altas do que a faixa de habitabilidade conhecida.
Impressão artística de um Júpiter ultra-quente transitando sua estrela. (ESO/M.) O Kornmesser
(em inglês)
É possível que, à medida que continuamos a pesquisar, as estatísticas se equilibrem e veremos mais lugares que
nos lembram de nosso próprio quintal. Mas a questão é muito mais complexa do que apenas olhar para os números.
A ciência do exoplaneta é limitada pelas capacidades da nossa tecnologia. Mais do que isso, nossa impressão da
verdadeira variedade de mundos alienígenas corre o risco de ser limitada pela nossa própria imaginação.
O que realmente está lá fora na galáxia da Via Láctea, e além, pode ser muito diferente do que realmente vemos.
Expectativas e como frustro-las
https://www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/dictionary/Solar_System.html
https://www.sciencealert.com/humanity-s-first-ever-exoplanet-discovery-was-a-massive-fluke
https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/
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A ciência do exoplaneta tem uma história de subverte as expectativas, desde o início.
“Se você voltar para esse mundo em que eu cresci quando eu era criança, só se aconhecíamos em um sistema
planetário”, disse Jonti Horner, cientista planetário da Universidade do Sul de Queensland, à ScienceAlert.
E esse tipo de suposição implícita, e às vezes a suposição explícita, de que todos os sistemas planetários seriam
assim. Você sabe, você teria planetas rochosos perto da estrela que eram muito pequenos, você teria gigantes
gasosos muito longe da estrela que eram bastante grandes. E é assim que os sistemas planetários seriam.”
Por esta razão, os cientistas demoraram um pouco para identificar um exoplaneta orbitando uma estrela da
sequência principal, como o nosso Sol. Assumindo que outros sistemas solares eram como o nosso, os sinais
reveladores de planetas pesados puxando suas estrelas levariam anos para serem observados, assim como nossos
próprios gigantes gasosos levam anos para completar uma órbita.
Com base em períodos tão longos de uma única medição, não parecia valer a pena peneirar uma história
relativamente curta de observações para muitas estrelas peneirarem conclusivamente um sistema solar de
sequência principal.
Quando eles finalmente olharam, o exoplaneta que encontraram não era nada parecido com o que eles estavam
esperando: uma metade de massa gasosa (e o dobro do tamanho) de Júpiter orbitando tão perto de sua estrela
hospedeira, seu ano é igual a 4,2 dias, e sua atmosfera queima a temperaturas de cerca de 1.000 graus Celsius
(1800 graus Fahrenheit).
Desde então, aprendemos que esses planetas do tipo “Júpiter quente” não são esquisitices. Se alguma coisa, eles
parecem relativamente comuns.
Sabemos agora que há muito mais variedade lá fora na galáxia do que o que vemos em nosso sistema doméstico.
No entanto, é importante não assumir que o que podemos detectar atualmente é tudo o que a Via Láctea tem para
oferecer. Se há alguma coisa lá fora, como o nosso próprio Sistema Solar, é muito possivelmente além de nossas
capacidades de detecção.
“Coisas como o Sistema Solar são muito difíceis de encontrar, elas estão um pouco além de nós tecnologicamente
no momento”, disse Horner.
“É muito improvável que os planetas terrestres sejam retirados de qualquer uma das pesquisas que fizemos até
agora. É muito improvável que você seja capaz de encontrar MercúrioMercury, Vênus, Terra e Marte em torno de
uma estrela como o Sol.
Como encontrar um planeta
Vamos ser perfeitamente claros: os métodos que usamos para detectar exoplanetas são incrivelmente inteligentes.
Atualmente, existem dois que são os cavalos de trabalho do kit de ferramentas de detecção de exoplanetas: o
método de trânsito e o método de velocidade radial.
Em ambos os casos, você precisa de um telescópio sensível a mudanças muito minuciosas na luz de uma estrela.
Os sinais que cada um está procurando, no entanto, não poderia ser mais diferente.
Para o método de trânsito, você precisará de um telescópio que possa manter uma estrela fixa em sua visão por um
período de tempo sustentado. É por isso que instrumentos como o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da
NASA são uma potência, capaz de travar em um segmento do céu por mais de 27 dias sem serem interrompidos
pela rotação da Terra.
https://www.nature.com/articles/d41586-019-02553-0
https://exoplanets.nasa.gov/resources/289/infographic-profile-of-planet-51-pegasi-b/
https://exoplanets.nasa.gov/resources/289/infographic-profile-of-planet-51-pegasi-b/
https://www.sciencealert.com/the-weirdest-facts-about-jupiter
https://www.sciencealert.com/mercury
https://www.sciencealert.com/venus
https://www.sciencealert.com/mars
https://exoplanets.nasa.gov/alien-worlds/ways-to-find-a-planet/
https://tess.mit.edu/
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O objetivo para esses tipos de telescópios é detectar o sinal de um trânsito – quando um exoplaneta passa entre nós
e sua estrela hospedeira, como uma pequena nuvem apagando alguns raios de sol. Estes mergulhos na luz são
pequenos, como você pode imaginar. E um pontinho é insuficiente para inferir com confiança a presença de um
exoplaneta; há muitas coisas que podem diferir a luz de uma estrela, muitas das quais são eventos pontuais.
Múltiplos trânsitos, especialmente aqueles que exibem periodicidade regular, são o padrão-ouro.
Portanto, exoplanetas maiores que estão em períodos orbitais curtos, mais próximos de suas estrelas do que
Mercúrio está do Sol (alguns muito, muito mais próximos, em órbitas de menos de uma semana terrestre), são
favorecidos nos dados.
O método de velocidade radial detecta a oscilação de uma estrela causada pela atração gravitacional do exoplaneta
enquanto gira em torno de sua órbita. Um sistema planetário, você vê, realmente não orbita uma estrela, tanto
quanto dança em um embaralhamento coordenado. A estrela e os planetas orbitam um centro de gravidade mútuo,
conhecido como o baricentro. Para o Sistema Solar, isso é um ponto muito, muito perto da superfície do Sol, ou
https://www.sciencealert.com/astronomers-have-located-the-centre-of-the-solar-system-to-within-100-metres
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apenas fora dele, principalmente devido à influência de Júpiter, que é mais do que o dobro da massa de todo o resto
dos planetas combinados.
Ao contrário do evento de um trânsito, a mudança na posição da estrela é uma mudança contínua que não requer
monitoramento constante para perceber. Podemos detectar o movimento de estrelas distantes orbitando seus
barycenters porque esse movimento muda sua luz devido a algo chamado efeito Doppler.
Enquanto a estrela se move em nossa direção, as ondas de luz que vêm em nossa direção são ligeiramente
esmagadas, em direção ao extremo mais azul do espectro; à medida que se afasta,as ondas se estendem em
direção à extremidade mais vermelha. Uma "assílacao" regular na luz da estrela sugere a presença de uma
companheira orbital.
Mais uma vez, os dados tendem a favorecer planetas maiores que exercem uma influência gravitacional mais forte,
em órbitas mais curtas e mais próximas de sua estrela.
Além desses dois métodos proeminentes, é possível, na ocasião, fotografar diretamente um exoplaneta enquanto
orbita sua estrela. Embora seja uma coisa extremamente difícil de fazer, pode se tornar mais comum na era JWST.
De acordo com o astrônomo Daniel Bayliss, da Universidade de Warwick, no Reino Unido, essa abordagem
descobriria uma classe quase oposta de exoplaneta à variedade de órbita curta. Para ver um exoplaneta sem que
ele seja inundado pelo brilho de sua estrela-mãe, os dois corpos precisam ter uma separação muito ampla. Isso
significa que a abordagem de imagem direta favorece planetas em órbitas relativamente longas.
No entanto, exoplanetas maiores ainda seriam vistos mais facilmente através deste método, por razões óbvias.
“Cada um dos métodos de descoberta tem seus próprios preconceitos”, disse Bayliss.
A Terra, com seu ciclo de um ano ao redor do Sol, fica entre os extremos orbitais favorecidos por diferentes técnicas
de detecção, disse ele, então “enconchar planetas com uma órbita de um ano ainda é muito, muito difícil”.
O que está lá fora?
De longe, o grupo mais numeroso de exoplanetas é uma classe que nem sequer é representada no Sistema Solar.
Esses são os exoplanetas mini-Netuno – envelopados por gás que são menores que Netuno e maiores que a Terra
em tamanho.
Ilustração do mini-Netuno TOI 560.01, orbitando sua estrela solitária. (Ao M. M. (Reuters) - M. Observatório Keck/Adam Makarenko)
A maioria dos exoplanetas confirmados está em órbitas muito mais curtas do que a Terra; na verdade, mais da
metade tem órbitas de menos de 20 dias.
A maioria dos exoplanetas que encontramos orbitam estrelas solitárias, muito parecidas com o nosso Sol. Menos de
10% estão em sistemas multi-estrelas. No entanto, ost das estrelas na Via Láctea são membros de um sistema
multi-estrela, com estimativas de até 80% vistas em uma parceria orbitando pelo menos uma outra estrela.
Pense nisso por um momento. Isso significa que os exoplanetas são mais comuns em torno de estrelas individuais –
ou que os exoplanetas são mais difíceis de detectar em torno de várias estrelas? A presença de mais de uma fonte
de luz pode distorcer ou obscurecer os sinais muito semelhantes (mas muito menores) que estamos tentando
detectar a partir de exoplanetas, mas também pode ser argumentado que os sistemas multi-star complicam a
formação planetária de alguma forma.
E isso nos traz de volta para casa novamente, de volta ao nosso Sistema Solar. Por mais estranho que pareça no
contexto de tudo o que encontramos, pode não ser incomum.
"Eu acho que é justo dizer que há realmente alguns tipos muito comuns de planetas que estão faltando no nosso
Sistema Solar", disse Bayliss.
https://solarsystem.nasa.gov/planets/jupiter/in-depth/
https://en.wikipedia.org/wiki/Doppler_spectroscopy
https://www.sciencealert.com/a-transformative-moment-jwst-reveals-its-first-glimpse-of-an-alien-world
https://www.nasa.gov/image-feature/ames/exoplanet-discoveries
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“Super-Terras que se parecem um pouco com a Terra, mas têm o dobro do raio, não temos nada assim. Não temos
estes mini-Netunos. Então, eu acho que é justo dizer que existem alguns planetas muito comuns que não vemos em
nosso próprio Sistema Solar.
“Agora, se isso torna o nosso Sistema Solar raro ou não, eu acho que eu não iria tão longe. Porque pode haver
muitas outras estrelas que têm um conjunto de planetas do tipo Sistema Solar que ainda não vemos.”
Esta ilustração artística dá uma impressão de como os planetas são comuns em torno das
estrelas na Via Láctea. (ESO/M.) O Kornmesser (em inglês)
Na beira da descoberta
Os primeiros exoplanetas foram descobertos há apenas 30 anos orbitando um pulsar, uma estrela completamente
diferente da nossa. Desde então, a tecnologia melhorou fora de vista. Agora que os cientistas sabem o que procurar,
eles podem criar maneiras melhores e melhores de encontrá-los em torno de uma maior diversidade de estrelas.
E, à medida que a tecnologia avança, também nossa capacidade de encontrar mundos menores e menores.
Isso significa que a ciência exoplanetária pode estar à beira de descobrir milhares de mundos escondidos da nossa
visão atual. Como Horner aponta, na astronomia, há muito mais pequenas coisas do que grandes coisas.
Estrelas anãs vermelhas são um exemplo perfeito. Eles são o tipo mais comum de estrela na Via Láctea – e são
pequenos, até cerca de metade da massa do Sol. Eles são tão pequenos e escápidos que não podemos vê-los a
olho nu, mas eles representam até 75% de todas as estrelas da galáxia.
Agora, quando se trata de entender estatisticamente os exoplanetas, estamos operando com informações
incompletas, porque existem tipos de mundos que simplesmente não podemos ver.
Isso é obrigado a mudar.
“Eu só tenho essa sensação incômoda de que, se você voltar em 20 anos, você vai olhar para as declarações que
mini-Netunos são o tipo mais comum de planetas com tanto ceticismo quanto você olharia para trás em declarações
do início dos anos 90 que disseram que você só obteria planetas rochosos ao lado da estrela”, disse Horner ao
ScienceAlert.
“Agora, eu poderia muito bem ser provado errado. É assim que a ciência funciona. Mas meu pensamento é que,
quando chegarmos ao ponto em que podemos descobrir coisas que são do tamanho da Terra e menores,
descobriremos que há mais coisas do tamanho da Terra e menores do que há coisas do tamanho de Netuno.
E talvez descubramos que o nosso sistema planetário excêntrico, em todas as suas peculiaridades e maravilhas,
não está tão sozinho no cosmos depois de tudo.
Uma versão anterior deste artigo foi publicada em dezembro de 2022.
https://www.sciencealert.com/pulsar
https://astrobiology.nasa.gov/news/red-dwarf-stars-and-the-planets-around-them/