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5 métodos para descobrir exoplanetas

Neste post, são mostrados os métodos de detecção de exoplanetas. São planetas fora do Sistema Solar, que orbitam outras estrelas ou vagam pelo espaço.

Imagem direta

Consiste em observar diretamente o corpo celeste por um telescópio. Porém, é muito difícil encontrar planetas a vários anos-luz de distância com esta técnica. Poucos exoplanetas foram descobertos com a imagem direta. A maior dificuldade é que a luz refletida pelo planeta e a radiação de calor desta são ofuscadas pelo brilho da estrela. Uma das formas de bloquear a luz da estrela é equipando o telescópio com um coronógrafo. Este já foi citado no post sobre ejeção de massa coronal.

O que é ejeção de massa coronal?Clique aqui

sombra estrelar para descobrir exoplanetas
Outra solução é usar uma sombra estrelar, lançada junto com um telescópio espacial, para bloquear a luz da estrela. Fonte: space.com.

Lentes gravitacionais

As lentes gravitacionais usam o princípio da Relatividade Geral, a luz se curva e muda de direção quando passa perto de um objeto de grande massa.

curvatura do espaço-tempo
A curvatura da luz causada pela gravidade causa uma distância entre as posições aparente (Observed) e real do objeto observado. Fonte: shodalap.org.

Para usar este método, uma estrela fonte (source star) é usada para fornecer uma luz de fundo, enquanto a estrela do exoplaneta serve como uma lente (lens star) para curvar a luz e produzir duas imagens (lensed images) da estrela fonte.

lente gravitacional para observar exoplanetas
O planeta ao redor da estrela lente também contribui para a curvatura da luz. Logo, a gravidade do planeta causa um pico de intensidade de luz que pode ser detectado por um telescópio. Fonte: EarthSky.

Variação do brilho da estrela

Este é o método mais usado para encontrar exoplanetas. A maioria dos planetas fora do Sistema Solar foi descoberta observando a variação do brilho da estrela alvo.

método de trânsito para encontrar exoplanetas
Quando um exoplaneta passa pela frente da estrela, o brilho (Brightness) desta é reduzido em relação ao telescópio. Fonte: Spaceflight101.

Com este método, também pode-se descobrir o tamanho do planeta e a velocidade de translação, que está relacionada com a distância da estrela. A desvantagem deste método é que o exoplaneta pode demorar muito para passar na frente da estrela.

Variação da velocidade radial

A estrela exerce força gravitacional sobre o planeta e vice-versa. Consequentemente, ambos giram em torno de um centro de massa comum para ambos os corpos celestes.

órbita do exoplaneta e da estrela
Com pequenos planetas, este efeito é imperceptível. Mas na presença de grandes exoplanetas, como gigantes gasosos, este efeito é mais significativo. Fonte: Wikimedia.

Este movimento causa um efeito doppler, a luz emitida pela estrela causa uma variação do comprimento de onda em relação ao telescópio.

Quando a estrela se aproxima do observador, o comprimento de onda da luz fica mais curto. Quando se afasta, a luz emitida tem o seu comprimento de onda mais longo. Fonte: Extremetech.

Medindo a variação do comprimento de onda, dá para medir a velocidade de oscilação da estrela. Logo, pode-se calcular a massa e a velocidade do planeta. Este método é útil apenas para encontrar exoplanetas grandes ao redor de estrelas pequenas.

Astrometria

Este método consiste em detectar o movimento de uma estrela medindo a distância desta em relação a outras estrelas, que estão fixas em relação ao observador.

astrometria para encontrar exoplanetas
O movimento da estrela em forma de espiral no céu indica a presença de um exoplaneta. Fonte: ESA.

São tiradas várias imagens da região no espaço onde a estrela alvo se localiza, para comparar as distâncias das estrelas de referência. Este método é muito difícil de ser usado e requer instrumentos óticos extremamente precisos. Pouquíssimos exoplanetas foram descobertos com esta técnica.

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