Em 1995, os astrônomos detectaram um planeta com a massa de Júpiter incrivelmente quente orbitando mais perto de sua estrela hospedeira do que Mercúrio está no Sol. Essa descoberta reformulou nosso pensamento de como os planetas se formam e levou a uma nova era de exploração exoplanetária.

Qualquer pessoa com mais de 35 anos se lembrará de ter crescido em um mundo em que apenas um sistema planetário era conhecido – o nosso. Lembramo-nos de recitar orgulhosamente os nomes dos nove planetas (oito antes da descoberta de Plutão em 1930, e novamente hoje com sua reclassificação como planeta anão em 2006) e nos perguntando se outros planetas poderiam existir ao redor das estrelas no céu noturno. Contemplar a vida além do Sistema Solar foi relegado à ficção científica. Tudo mudou em 1995, quando foi relatado a detecção do primeiro exoplaneta em torno de uma estrela parecida com o Sol.

A descoberta do planeta gigante de gás – nomeado 51 Pegasi b em homenagem a sua estrela-mãe, 51 Pegasi – foi uma surpresa. Planetas gigantes de gás, como Júpiter, estão localizados nas partes externas do Sistema Solar. A teoria predominante era, e ainda é, que a formação desses planetas requer blocos de construção gelados que estão disponíveis apenas em regiões frias, longe das estrelas. No entanto, 51 Pegasi b estava orbitando cerca de dez vezes mais perto de sua estrela hospedeira do que Mercúrio está perto do Sol. Uma explicação possível é que o planeta se formou mais longe e depois migrou para sua localização atual.

O planeta gigante de gás não foi o primeiro exoplaneta a ser descoberto. No entanto, as detecções anteriores eram de objetos ainda mais estranhos que orbitam pulsares – estrelas de nêutrons girando rapidamente, que são os restos colapsados ​​de estrelas quentes e massivas. A descoberta de 51 Pegasi b foi a primeira a substanciar a existência de planetas ao redor de estrelas de longa duração que queimam hidrogênio que se assemelham ao Sol.

O caráter bizarro de um planeta gigante gasoso orbitando tão perto de sua estrela-mãe gerou considerável ceticismo sobre a verdadeira natureza de 51 Pegasi b. O planeta foi detectado devido a um movimento minucioso de 51 Pegasi, o que parecia indicar que um objeto com a massa de um planeta estava puxando a estrela. Mas esse movimento estelar, percebido pelas mudanças de frequência nos espectros de luz de 51 Pegasi, teve outras possíveis interpretações. Seguiu-se um animado debate sobre se as pulsações da estrela poderiam estar disfarçadas de assinatura planetária.

Esse debate foi interrompido em 1998, quando o astrônomo David F. Gray escreveu um artigo refutando sua afirmação anterior de que os espectros estelares eram mais indicativos de pulsações do que de um planeta. Outras reivindicações vieram da detecção de planetas semelhantes ao 51 Pegasi b, já que outros pesquisadores vasculharam seus dados existentes em busca de sinais planetários igualmente inesperados. Esses planetas gigantes altamente irradiados passaram a ser conhecidos como Júpiteres quentes.

Nos 24 anos desde a descoberta do 51 Pegasi b, foram identificados cerca de 4.000 exoplanetas. Outras técnicas de detecção entraram em cena, incluindo o método de trânsito, no qual um exoplaneta é revelado através do escurecimento sutil de sua estrela hospedeira, à medida que o planeta cruza a linha de visão entre a Terra e a estrela. Júpiteres quentes continuaram a ser descobertos pelas muitas pesquisas de exoplanetas. No entanto, agora se sabe que esses objetos são intrinsecamente raros, orbitando apenas cerca de 1% das estrelas semelhantes ao Sol .

Por outro lado, os planetas conhecidos como super-Terras e mini-Netuno são abundantes. Tais objetos, que têm o tamanho e a diferença de massa entre os planetas rochosos e gigantes de gás do Sistema Solar, também foram uma surpresa para os caçadores de planetas, mas parecem ser comuns em nossa galáxia. Agora há boas razões para pensar que a Via Láctea contém mais planetas do que estrelas.

A detecção de 51 Pegasi b deu origem a um novo campo da astronomia. Os números de pesquisadores de exoplanetas têm crescido constantemente, de acordo com algumas contagens que hoje representam cerca de um quarto da profissão de astronomia. Os subcampos incipientes incluem o estudo da demografia dos exoplanetas e a caracterização das atmosferas exoplanetárias.

Essa caracterização confirmou que Júpiteres quentes são realmente planetas gigantes de gás, mas representam o que seria o nosso Júpiter se de repente fosse transportado para 100 vezes mais perto do Sol. Entre os envelopes escaldantes de hidrogênio-hélio desses planetas, os astrônomos detectaram quantidades vestigiais de vapor, monóxido de carbono e vapores de metal. Tais estudos atmosféricos podem levar à eventual caracterização de exoplanetas que se assemelham à Terra.

O futuro do campo dos exoplanetas é brilhante. Em abril de 2018, a NASA lançou o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), um telescópio espacial que está apenas começando a cumprir sua missão de encontrar pequenos planetas em trânsito em torno das estrelas mais brilhantes do céu noturno. Esses planetas serão ideais para acompanhamento usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA, uma vez lançado, para medir suas propriedades e composições atmosféricas. Seguindo o rastro do JWST, a Agência Espacial Européia selecionou o telescópio espacial ARIEL para lançamento em 2028. O ARIEL será dedicado a caracterizar as atmosferas de uma ampla amostra de exoplanetas.

Esses programas estão abrindo o caminho para o objetivo final de detectar potencialmente as assinaturas da vida em um exoplaneta. Esse objetivo poderia ser mais otimista na próxima década, mas mais realisticamente exigirá uma nova geração de telescópios espaciais e terrestres. 

Fonte: https://www.nature.com/articles/d41586-019-02553-0