Na busca por planetas extra-solares, astrônomos e entusiastas podem ser perdoados por serem um pouco otimistas. No decurso da descoberta de milhares de planetas rochosos, gigantes gasosos e outros corpos celestes, é demais esperar que algum dia possamos encontrar um genuíno análogo da Terra? Não apenas um planeta "semelhante à Terra" (que implica um corpo rochoso de tamanho comparável), mas uma Terra 2.0 real?
Esse certamente foi um dos objetivos dos caçadores de exoplanetas, que estão procurando sistemas estelares próximos de planetas que não são apenas rochosos, mas orbitam dentro da zona habitável de suas estrelas, mostram sinais de atmosfera e têm água em suas superfícies. Mas de acordo com um novo estudo de Alexey G. Butkevich - um astrofísico do Observatório Pulkovo em São Petersburgo, Rússia - nossas tentativas de descobrir a Terra 2.0 poderiam ser prejudicadas pela própria Terra!
O estudo de Butkevich, intitulado "Detectabilidade de exoplanetas astrométricos e movimento orbital da Terra", foi publicado recentemente no Avisos mensais da Royal Astronomical Society. Para o bem de seu estudo, o Dr. Butkevich examinou como as mudanças na posição orbital da Terra poderiam dificultar a realização de medições do movimento de uma estrela em torno do baricentro do sistema.
Este método de detecção de exoplanetas, em que o movimento de uma estrela em torno do centro de massa do sistema estelar (baricentro), é conhecido como Método Astromético. Essencialmente, os astrônomos tentam determinar se a presença de campos gravitacionais ao redor de uma estrela (ou seja, planetas) está fazendo com que a estrela oscile para frente e para trás. Isso certamente se aplica ao Sistema Solar, onde nosso Sol é puxado para frente e para trás em torno de um centro comum pela força de todos os seus planetas.
No passado, essa técnica era usada para identificar estrelas binárias com um alto grau de precisão. Nas últimas décadas, tem sido considerado um método viável para a caça de exoplanetas. Esta não é uma tarefa fácil, uma vez que as oscilações são bastante difíceis de detectar nas distâncias envolvidas. E até recentemente, o nível de precisão necessário para detectar essas mudanças estava no limite da sensibilidade do instrumento.
Isso está mudando rapidamente, graças a instrumentos aprimorados que permitem precisão até o microssegundo. Um bom exemplo disso é a sonda Gaia da ESA, que foi implantada em 2013 para catalogar e medir os movimentos relativos de bilhões de estrelas em nossa galáxia. Dado que ele pode realizar medições em 10 microssegundos, acredita-se que essa missão possa realizar medições astrométricas com o objetivo de encontrar exoplanetas.
Mas, como explicou Butkevich, existem outros problemas quando se trata desse método. "O modelo astrométrico padrão é baseado no pressuposto de que as estrelas se movem uniformemente em relação ao baricentro do sistema solar", afirma ele. Mas, como ele continua explicando, ao examinar os efeitos do movimento orbital da Terra na detecção astrométrica, há uma correlação entre a órbita da Terra e a posição de uma estrela em relação ao seu centro de baritência.
Em outras palavras, o Dr. Butkevich examinou se o movimento do nosso planeta ao redor do Sol ou o movimento do Sol ao redor do seu centro de massa poderia ter um efeito cancelador nas medições de paralaxe de outras estrelas. Isso efetivamente faria quaisquer medições do movimento de uma estrela, projetadas para ver se havia planetas em órbita, efetivamente inúteis. Ou como o Dr. Butkevich afirmou em seu estudo:
“É claro, a partir de simples considerações geométricas, que em tais sistemas o movimento orbital da estrela hospedeira, sob certas condições, pode estar observacionalmente próximo ao efeito paralático ou até indistinguível dele. Isso significa que o movimento orbital pode ser parcial ou totalmente absorvido pelos parâmetros de paralaxe. ”
Isso seria especialmente verdadeiro em sistemas em que o período orbital de um planeta era de um ano e que tinha uma órbita que o colocava próximo à eclíptica do Sol - ou seja, como a própria órbita da Terra! Então, basicamente, os astrônomos não seriam capazes de detectar a Terra 2.0 usando medições astrométricas, porque a própria órbita da Terra e a oscilação do Sol tornariam a detecção quase impossível.
Como o Dr. Butkevich afirma em suas conclusões:
“Apresentamos uma análise dos efeitos do movimento orbital da Terra na detectabilidade astrométrica de sistemas exoplanetários. Demonstramos que, se o período de um planeta é próximo de um ano e seu plano orbital é quase paralelo ao eclíptico, o movimento orbital do hospedeiro pode ser total ou parcialmente absorvido pelo parâmetro paralaxe. Se ocorrer a absorção total, o planeta é astrometricamente indetectável. ”
Felizmente, os caçadores de exoplanetas também têm uma variedade de outros métodos, incluindo medições diretas e indiretas. E quando se trata de localizar planetas em torno de estrelas vizinhas, duas das mais eficazes envolvem a medição das mudanças no Doppler nas estrelas (também conhecido como Método da Velocidade Radial) e diminuem o brilho de uma estrela (também conhecido como Método de Trânsito).
No entanto, esses métodos sofrem com sua própria parcela de desvantagens, e conhecer suas limitações é o primeiro passo para refiná-las. A esse respeito, o estudo do Dr. Butkevich apresenta ecos de heliocentrismo e relatividade, nos lembrando que nosso próprio ponto de referência não está fixo no espaço e pode influenciar nossas observações.
Também se espera que a busca por exoplanetas se beneficie bastante da implantação de instrumentos da próxima geração, como o Telescópio Espacial James Webb, o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) e outros.
