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Planetas Extra-solares

Esta é a primeira parte duma série de artigos sobre a descoberta de planetas extra-solares. O texto integral será publicado na Enciclopédia Portuguesa Brasileira.
Desde há muito tempo que o Homem se interrogou sobre a possibilidade de existirem outros planetas que apresentem condições para a existência de vida. Mas antes das condições de vida põe-se ainda uma questão mais fundamental que é a da sua existência. Se, pelo lado teórico tudo aponta para a possível existência de planetas que gravitem em torno de outras estrelas, ditos planetas extra-solares, já a confirmação dessa existência por via observacional tem sido um grande desafio. Contudo, porquê esta necessidade de os observar? Sendo a astrofísica uma ciência experimental não basta a conjectura teórica ainda que correctamente fundamentada. A comprovação experimental (neste caso a observação) da sua existência, garante que o fenómeno deveras existe e por isso alicerça o conhecimento. Neste campo a conjectura teórica reveste-se de enorme dificuldade pois os processos físicos que contribuem para a formação de planetas são bastante complexos envolvendo física do caos, gravitação, estabilidade de órbitas, campos electromagnéticos, interacção radiação-matéria, etc., e por isso há muitos caminhos possíveis (combinações dos vários processos em proporções e fases diferentes) para teoricamente criar planetas. Deste modo, o importante é descobrir (observando) quais são os processos preferencialmente escolhidos pela natureza de entre a multitude dos possíveis, e que tipo de planetas são gerados por eles. Fica-se assim com um conhecimento muito concreto e exacto da física que descreve este fenómeno, que é não-linear. A formação de planetas extra-solares está necessariamente ligado ao da formação de estrelas, que do ponto de vista do conhecimento passa pelos problemas descritos. Sabe-se hoje que nem todas as estrelas que se formam dão oportunidade à formação de planetas. Por exemplo as estrelas de grande massa (com mais de 15 massas solares) produzidas em nuvens gigantes moleculares, colapsam tão rapidamente (106 anos) que a fortíssima radiação libertada em todos os estágios de contracção gravitacional, e mesmo depois já como estrela com reacções nucleares, é suficiente para empurrar para longe as poeiras (por pressão de radiação) que não foram absorvidas pela protoestrela. O aquecimento, pela radiação libertada, do gás que resta impele-o a expandir-se. Impede-se assim a formação de núcleos protoplanetários. Vice-versa, em estrelas de pequena massa (inferior a 0,1 massas solares) o tempo de contracção gravitacional é tão grande que todo o processo de formação de protoplanetas fica comprometido: a força de contracção gravitacional não é capaz de produzir protoplanetas em escalas de tempo inferiores à idade do universo. Temos assim classes de estrelas que naturalmente favorecem a formação de planetas à sua volta, e outras que não. Por isso os astrónomos buscam a presença de planetas em estrelas do tipo do Sol, pois estas com garantia favorecem a formação de planetas, e em escalas de tempo inferiores à da idade do universo. E porquê procurar planetas que gravitem em torno de estrelas? Será que não os há espalhados pelo espaço interestelar? A resposta é afirmativa e a procura sistemática de objectos escuros no universo indica a sua presença, contudo a eficiência de detecção é muito reduzida por um lado, e por outro, serão planetas sem qualquer hipótese de albergar formas de vida. Contrariamente ao que vulgarmente se julga, a descoberta de planetas extra-solares não se faz por visualização directa destes. A ausência de luz própria aliada ao seu tamanho diminuto, transformam-nos em objectos de brilho extremamente fraco, pois limitam-se a reflectir uma percentagem (albedo) da luz recebida da estrela a que pertencem. Apenas casos muitos particulares poderiam ser observados deste modo, por exemplo: se Júpiter fosse planeta de uma das estrelas mais próximas do Sol, a α Centauro, que fica a 1,3 parsec (pc) de distância, Júpiter teria uma magnitude aparente de cerca de VJupiter=23,2 perfeitamente detectável com os telescópios de hoje. O grande problema seria o contraste com a própria estrela mãe, α Cen, que tem uma magnitude aparente de V=0,01: o brilho desta estrela ofuscaria Júpiter na imagem. Para se ter uma ideia quantitativa da escala de magnitudes observadas (logarítmica), convém pensar que uma diferença de 5 magnitudes (ex: V=1 e V=6, nas estrelas mais brilhante e mais fraca à vista desarmada) corresponde na realidade a uma diferença de 100 vezes no brilho intrínseco dos dois objectos. Mesmo que fosse possível contornar o problema da diferença de brilhos entre a estrela e o planeta, surge ainda outro problema prático: a separação angular. Neste exemplo, e devido à grande proximidade da estrela, a separação entre ambos seria de 3,8 segundos de arco (no caso mais favorável de projecção), o que é facilmente conseguido numa imagem obtida numa noite boa. Contudo, considerando que a galáxia da Via Láctea tem dimensões de cerca de 25 kpc de raio (distribuição de estrelas) vê-se de imediato que este método é impraticável para encontrar planetas extrasolares de um modo sistemático, dentro da nossa galáxia. A aplicabilidade deste método fica (eventualmente) reservado às regiões muito próximas de nós, isto é, tipicamente distâncias inferiores a 10 pc. Por enquanto. Devido às pequeníssimas dimensões e fraco brilho dos planetas a descoberta destes é muito limitada.

RJA



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