Os dados recolhidos pelo agora aposentado telescópio Kepler, da NASA, revelaram uma pequena população de planetas flutuantes fora de um sistema planetário mais definido. A nova descoberta aumenta a esperança de que missões futuras resultarão em novas detecções de planetas não ligados, que vagueiam pelo espaço separados de suas estrelas natais.

A missão Kepler terminou em 2018, mas seu legado continua a se desenvolver. Durante seus quase 10 anos de serviço, o famoso telescópio espacial conseguiu detectar pelo menos 2.245 exoplanetas, com milhares ainda a serem confirmados. Agora, podemos adicionar quatro novos planetas candidatos à lista. Porém, mas eles não estão ligados, o que significa que não estão em órbita em torno de nenhuma estrela.

Em uma nova pesquisa publicada no Boletim Mensal da Royal Astronomical Society, uma equipe de astrônomos apresentou sua análise de dados coletados durante a missão Kepler K2. O grupo era liderado por Iain McDonald, professor de astrofísica na Open University e pesquisador na University of Manchester. O artigo descreve como o Kepler, do final de abril ao início de julho de 2016, contemplou um grande aglomerado de estrelas localizado próximo ao Salto Galáctico enquanto procurava eventos de microlente gravitacional

“Planetas invasores”, como são informalmente conhecidos, provavelmente se formaram a partir de um disco protoplanetário em torno de uma estrela hospedeira, mas foram lançados no espaço interestelar pelas perturbações gravitacionais de planetas maiores. Esses andarilhos variam em tamanho, desde os semelhantes à Terra até os gigantes da escala de Júpiter. Eles também podem ser excepcionalmente abundantes, com alguns cientistas estimando trilhões deles na Via Láctea. O verdadeiro tamanho da população permanece um mistério, no entanto.

Como Einstein previu, os objetos de primeiro plano podem distorcer a luz que emana das estrelas de fundo. Isso resulta na ampliação temporária da luz que entra de nossa perspectiva, e o efeito pode durar de apenas algumas horas a alguns dias. Os eventos de microlente são relativamente raros, e aqueles produzidos por planetas invasores são ainda mais raros.

Como McDonald explicou em um e-mail, ele e sua equipe realizaram o estudo porque queriam descobrir quantos planetas invasores podem existir, já que estudos anteriores tendem a variar em termos de estimativas.

“Planetas de flutuação livre são as ruínas da formação de sistemas planetários onde as órbitas de planetas e estrelas eram incompatíveis. O número de planetas flutuantes que vemos nos diz quão violento é o processo de fazer planetas normalmente”, escreveu McDonald.

É importante ressaltar que uma técnica especial de redução de dados foi necessária para esta pesquisa, já que o Kepler não foi projetado para detectar planetas com eventos de microlentes. Mais comum para o telescópio espacial é encontrar exoplanetas usando o método de trânsito, no qual um exoplaneta que passa causa um escurecimento perceptível em sua estrela hospedeira.

“Os cientistas costumam ser desafiados a encontrar novos usos para equipamentos antigos”, disse McDonald. “Nesse caso, envolveu o trabalho de cinco anos de duas pessoas”, complementa Radek Poleski, co-autor do estudo e astrônomo da Universidade de Varsóvia, e o próprio McDonald. A contribuição de Poleski permitiu que a equipe obtivesse as melhores medições do brilho de uma estrela a partir do telescópio Kepler, enquanto o trabalho de McDonald resultou em uma técnica feita sob medida para “pesquisar mais de 12 bilhões de ‘medições do brilho das estrelas’ em busca de eventos que poderiam ser planetas flutuantes”.

Olhando para os dados do Kepler K2, os cientistas documentaram dezenas de eventos de microlentes de curta duração perto do núcleo galáctico. Destes, 22 foram detectados anteriormente durante as campanhas terrestres do OGLE e KMTnet, mas cinco assinaturas não tinham sido vistas antes. Destas cinco, uma acabou sendo um exoplaneta ligado, mas as quatro assinaturas restantes apresentaram eventos de microlente muito curtos consistentes com planetas flutuando livremente. Uma das quatro assinaturas candidatas foi posteriormente detectada em dados terrestres. Os eventos de microlentes, durando apenas algumas horas, sugerem a descoberta de exoplanetas não ligados e não maiores que a Terra. Esses quatro eventos foram designados como candidatos a planetas de flutuação livre, porque os astrônomos não podem voltar e olhar para eles novamente, como explicou McDonald.

“Eles são muito fracos para serem vistos diretamente, é improvável que microlentes notem outra estrela em escalas de tempo humanas, então não podemos provar definitivamente que se trata de planetas flutuantes”, escreveu ele. “Em vez disso, o que tivemos que fazer foi descartar todos os outros cenários que podemos imaginar. Tentamos descartar problemas com o Kepler e seus instrumentos, corpos em nosso sistema solar como asteroides, estrelas pulsantes e outros tipos de estrelas variáveis, e chamas de estrelas com fortes campos magnéticos. A única explicação provável que nos resta são os planetas flutuando livremente”.

É impossível saber como são as condições desses supostos exoplanetas, mas McDonald disse que eles poderiam ser “terras áridas e geladas” e, se fossem semelhantes em tamanho ao da Terra, suas superfícies seriam “muito semelhantes a corpos no Sistema Solar exterior, como Plutão”.

O novo artigo sugere a presença de uma grande população de planetas flutuantes do tamanho da Terra na Via Láctea. Está ficando claro que planetas flutuantes são comuns. McDonald disse que sua equipe está trabalhando atualmente para chegar a uma estimativa mais precisa de quantos deles podem existir.

A nova pesquisa também mostra que planetas flutuantes podem ser detectados com telescópios atuais. Dito isto, o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA e a missão Euclid da Agência Espacial Europeia estão prestes a descobrir ainda mais.

“As missões Roman e Euclides são telescópios muito mais poderosos do que o Kepler e serão muito mais estáveis”, explicou McDonald. “Existem planos para apontar esses telescópios para o mesmo pedaço do céu e procurar outros planetas flutuando livremente. Encontrar esses planetas com o Kepler nos dá a confiança de que este é um bom uso do tempo limitado para o qual poderemos usar Roman e Euclides, e nos permite aprimorar a forma como faremos essas observações para fazer as melhores detecções”.

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Se planetas invasores realmente são abundantes, as missões mencionadas não devem ter dificuldade em encontrá-los. É apenas uma questão de tempo antes de sabermos mais sobre esses nômades celestiais.