Como os astrônomos encontram planetas em outros sistemas solares?

Foi quase Há 100 anos que Clyde W. Tombaugh descobriu Plutão. Esse foi o último planeta encontrado até 1992, quando os humanos encontraram outro. Mas este novo planeta não estava no nosso sistema solar – orbitava outra estrela. Chamamos isso de planeta extrassolar, ou “exoplaneta”, para abreviar.

Desde então, os astrónomos catalogaram mais de 6.000 exoplanetas. Se você achava que era difícil lembrar os nomes dos nossos planetas, tente todos os planetas, com nomes como HD 189733b. (Um lugar alegre onde chove vidro derretido e o vento sopra a 9.000 quilômetros por hora.)

Mesmo os exoplanetas mais próximos estão a mais de 4 anos-luz de distância (36 biliões de quilómetros), o que torna duvidoso que alguma vez visitemos um – então porquê preocupar-nos? A razão é que nos ajuda a responder a uma questão antiga: estamos sozinhos no universo? Pelo que entendemos, é necessário um planeta para haver vida, e a corrida está em andamento para localizar um com qualidades semelhantes às da Terra.

Por que eles são difíceis de encontrar?

O problema é que você não pode simplesmente pegar o seu melhor telescópio e começar a olhar o céu ao redor. Os telescópios têm um poder de resolução limitado – o menor tamanho angular que podem “ver”. Para o Telescópio Espacial Hubble, isso equivale a 0,05 segundos de arco, o que é incrivelmente pequeno – cerca de 1/72.000 de grau. O HST conseguiu distinguir um planeta gigante do tamanho de Júpiter a uma distância de 590 mil milhões de quilómetros. Isso é incrível, mas está a apenas 0,06 anos-luz, e a estrela mais próxima, Proxima Centauri, está a 4,25 anos-luz de distância.

Outro problema é a obscuridade dos planetas. Claro, Júpiter é fácil de ver em nosso céu noturno, por causa da luz solar refletida em sua superfície. Mas você não consegue ver Júpiter durante o dia, porque a luz refletida é muito mais fraca do que a luz solar direta. É o mesmo para exoplanetas. Quando observamos a luz de uma estrela, os planetas ao seu redor simplesmente não são brilhantes o suficiente para serem discerníveis.

Felizmente, existem outros métodos, e vou explicar os dois que foram usados ​​para encontrar a maioria dos exoplanetas que conhecemos hoje. Há um monte de física legal aqui, então vamos lá!

Órbitas, estrelas Jiggly e mudanças azuis

O que acontece quando um planeta gira em torno de uma estrela? Primeiro, há uma interação gravitacional que puxa o planeta na direção da estrela. A magnitude desta força (F_G) depende da massa da estrela (M) e o planeta (eu), bem como a distância (R) entre eles: