Detectar os chamados exoplanetas representa um grande desafio já que eles são pequenos, apagados e residem muito perto de suas estrelas. As duas técnicas mais prolíficas de se descobrir exoplanetas são a velocidade radial, onde se observa por oscilações na estrela e o trânsito, onde se observa por uma diminuição de brilho da estrela. Uma equipe da Universidade de Tel Aviv e do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) acabou de descobrir um exoplaneta usando uma nova técnica com base na teoria especial da relatividade de Albert Einstein.
“Nós estamos procurando por efeitos muito sutis. Nós precisamos de medidas de alta qualidade do brilho da estrela, com uma acurácia de poucas partes por milhão”, disse David Latham, um membro da equipe e do CfA.
“Isso só foi possível graças aos dados obtidos pela sonda Kepler da NASA”, adiciona o principal autor do artigo onde se relatou a descoberta, Simchon Faigler, da Universidade de Tel Aviv em Israel.
Embora o Kepler tenha sido desenhado para encontrar planetas que transitam suas estrelas, esse planeta não foi identificado usando o método do trânsito. Ao invés disso, ele foi descoberto usando uma técnica proposta primeiro por Avi Loeb, e seu colega Scott Gaudi do CfA (agora na Universidade Estadual de Ohio), em 2003. (Coincidentemente eles desenvolveram suas teorias enquanto visitavam o Institute for Advanced Study em Princeton, onde Einstein também trabalhou).
O novo método busca por três pequenos efeitos que ocorrem de maneira simultânea enquanto o planeta orbita a estrela. O efeito de feixes de Einstein faz com que a estrela aumente de brilho à medida que ela se move em nossa direção, puxada pelo planeta, e se apague quando ela se move para longe de nós. O aumento de brilho resulta do acúmulo de fótons em energia, bem como pelo fato da luz se manter focada na direção do movimento da estrela devido a efeitos relativísticos.
“Essa é a primeira vez que esse aspecto da teoria da relatividade de Einstein foi usado para descobrir um planeta”, disse o coautor do artigo Tsevi Mazeh, da Universidade de Tel Aviv.
A equipe também buscou por sinais de que a estrela estava se esticando como se fosse uma bola de futebol americano pelas marés gravitacionais do planeta em sua órbita. A estrela apareceria mais brilhante quando nós observássemos a bola de lado, devido a maior área superficial visível, e mais apagada quando a observássemos de frente. O terceiro efeito é devido à luz da estrela ser refletida pelo planeta.
Uma vez que o novo planeta foi identificado, ele foi confirmado por Latham usando as observações de velocidade radial adquiridas pelo espectrógrafo TRES montado no Observatório Whipple no Arizona, e por Lev Tal-Or (Universidade de Tel Aviv) usando o espectrógrafo SOPHIE no Observatório Haute- Provence na França. Olhando com cuidado os dados do Kepler também pode-se observar que o planeta transita a estrela, fornecendo assim uma confirmação adicional.
“O Planeta de Einstein”, formalmente conhecido como Kepler-76b, é um Júpiter Quente e orbita a sua estrela a cada 1.5 dias. Seu diâmetro é aproximadamente 25% maior do que o planeta Júpiter, e ele pesa, duas vezes mais. Ele orbita uma estrela do tipo F localizada a aproximadamente 2000 anos-luz de distância da Terra na direção da constelação de Cygnus.
O planeta é preso gravitacionalmente com a estrela, ou seja, sempre mostrando a mesma face para ela do mesmo modo que acontece entre a Terra e a Lua. Como um resultado o Kepler-76b tem uma temperatura estimada de 3600 graus Fahrenheit.
De maneira interessante, a equipe encontrou fortes evidências que o planeta tem jatos de vento extremamente rápidos que levam o calor ao redor dele. Como um resultado disso, o ponto mais quente do Kepler-76b não é um ponto subestelar, ou seja, o meio dia alto no céu, mas sim um local afastado desse ponto por aproximadamente 10000 milhas. Esse efeito só tinha sido observado uma vez anteriormente, no HD 189733b, e somente na luz infravermelha do Telescópio Espacial Spitzer. Essa é a primeira vez que observações ópticas mostram a evidência de jatos de vento funcionando num exoplaneta.
Embora a nova técnica não possa encontrar planetas do tamanho da Terra, usando a tecnologia vigente, ela oferece aos astrônomos uma única oportunidade de descoberta. Diferente das pesquisas de velocidade radial, ela não precisa de espectros de alta precisão. Diferente do trânsito, ela não precisa de um alinhamento especial do planeta com a estrela e com nós aqui na Terra que somos os observadores.
“Cada técnica de se caçar exoplanetas tem sua fortaleza e sua fraqueza. E cada nova técnica adicionada ao arsenal, nos permite pesquisar planetas em novos regimes”, disse Avi Loeb do CfA.
O Kepler-76b foi identificado por um algoritmo BEER, que é o acrônimo para relativistic BEaming, Ellipsoidal, and Reflection/emision modulations. O BEER foi desenvolvido pelo Professor Tsevi Mazeh e seu aluno, Simchon Faigler na Universidade de Tel Aviv em Israel.
O artigo anunciando essa descoberta foi aceito para publicação no The Astrophysical Journal e pode ser encontrado no final desse post.
Sediado em Cambridge, Mass., o Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) é uma parceria colaborativa entre o Smithsonian Astrophysical Observatory e o Harvard College Observatory. Os cientistas do CfA, são organizados em seis divisões de pesquisa que estudam a origem, a evolução e o destino final do universo.
Fonte:
http://www.cfa.harvard.edu/news/2013/pr201312.html
