São exoluas ou não? Cientistas debatem a existência das primeiras luas vistas além do nosso sistema solar

Astronomia Ciência

Equipe “pró-exolua” está de volta para defender a descoberta das primeiras e únicas exoluas potencialmente vistas pela humanidade.

Os astrônomos sempre souberam que avistar luas ao redor de planetas fora do Sistema Solar não seria uma tarefa fácil – mas um debate atualmente travado nos círculos da ciência planetária mostra o quão difícil será detectar essas chamadas exoluas.

A história começa em 2018, quando astrônomos como David Kipping, professor assistente de astronomia da Universidade de Columbia, acreditaram ter feito sua primeira detecção de uma exolua. O objeto foi encontrado em torno do exoplaneta Kepler-1625b, um mundo semelhante a Júpiter localizado a cerca de 8.000 anos-luz da Terra. Foi inicialmente avistado com o Telescópio Espacial Kepler.

Após sua suposta descoberta, a lua de Kepler-1625b foi apropriadamente apelidada de “Kepler-1625 b I”. Mais tarde, foi aparentemente confirmado com dados do Telescópio Espacial Hubble. Então, em 2022, outra equipe, também incluindo Kipping, parece ter descoberto uma segunda exolua, desta vez apenas com o Telescópio Espacial Kepler. Este sujeito teria sido visto orbitando Kepler-1708 b, um gigante gasoso localizado a cerca de 5.400 anos-luz da Terra com uma massa 4,6 vezes maior que a de Júpiter. A potencial segunda exolua tinha um nome semelhante ao primeiro; foi designado “Kepler-1708 b I”.

Essas duas luas não se pareciam com nada encontrado no sistema solar. Ambos exibiam tamanhos maiores que os da Terra, por exemplo, o que os tornava semelhantes em escala a uma classe de exoplanetas chamada “mini-Netuno”. A esse respeito, as primeiras exoluas pareciam refletir algumas das primeiras descobertas de exoplanetas, que incluíam coisas que os cientistas não esperavam ver, como mundos do tamanho de Júpiter aconchegados às suas estrelas e planetas orbitando estrelas de neutrões em rotação rápida, chamadas pulsares.

Embora os descobridores de Kepler-1625 b I e Kepler-1708 b I – vamos chamá-los de “equipe pró-exolua” – mantivessem a mente aberta em relação à existência das luas, e ainda hoje insistam em um ceticismo saudável, parecia quase certo que a humanidade encontrou suas primeiras exoluas depois de décadas localizando apenas exoplanetas.

Isso foi até o final de 2023, quando uma equipe separada de astrônomos liderada pelo cientista do Instituto Max Planck de Pesquisa do Sistema Solar, René Heller – “equipe sem exolua”, se preferir – lançou dúvidas sobre ambas as descobertas da exolua em um artigo publicado na revista Nature Astronomy. . 

Kipping e seus colegas responderam agora, produzindo um artigo de pesquisa que aparece em uma versão pré-impressa do repositório de artigos arXiv e defendendo suas descobertas de exolua.

“Acredito que Kepler-1625b e Kepler-1708b são candidatos de exolua perfeitamente válidos, e acho que mostramos isso de forma convincente”, disse Kipping ao Space.com. “Então, o que eu acho que realmente está acontecendo e por que eles não chegaram à lua?”

Uma discrepância de exolua

A técnica utilizada para detectar estes dois exoplanetas é semelhante ao método de trânsito, que forneceu uma grande parte dos mais de 5.000 planetas no catálogo de exoplanetas até agora.

O método de trânsito depende da detecção de uma pequena queda na luz proveniente da estrela-mãe de um planeta, criada quando esse mundo atravessa ou “trânsito” a face dessa estrela a partir do nosso ponto de vista no cosmos. O mesmo princípio se aplica às exoluas, embora numa escala muito menor. Se estas luas estiverem precisamente na posição correta em torno do planeta que orbitam enquanto o planeta transita pela sua estrela, isso também deverá causar uma queda na luz, embora mais insignificante. 

Tal mini-mergulho de luz, no entanto, é a pista que sugere a existência de Kepler-1625 b I e Kepler-1708 b I para formar uma equipe pró-exolua. No entanto, como esta queda na produção de luz causada pelo trânsito de uma exolua é tão pequena, não pode ser vista diretamente. Em vez disso, são necessários algoritmos de software de computação poderosos para extraí-los dos dados do telescópio.

Kipping diz que tanto sua equipe “pró-exolua” quanto a equipe “não-exolua” de Heller usaram os mesmos dados dos mesmos telescópios, mas o desaparecimento de Kepler-1625 b I e Kepler-1708 b I pode ser devido à forma como as equipes tratou esses dados por meio dos algoritmos empregados.

Kipping disse ao Space.com que a equipe “sem exolua” pode ter perdido Kepler-1708 b I devido ao software que escolheram para analisar os dados dos telescópios Hubble e Kepler. Embora o software esteja relacionado ao que ele e a equipe “pró-exomoon” usaram, ainda é um pouco diferente.

“Os pacotes de software que usamos são quase gêmeos um do outro. O pacote deles é muito mais recente. Só existe há alguns anos, enquanto o que estamos usando já existe há cerca de dez anos, talvez até mais “, explicou Kipping. “A verdadeira resposta é que o algoritmo deles não consegue encontrar a lua. Não que a lua não esteja presente nos seus dados.”

Kipping também sugere que a equipe “no-exomoon” usou seu software, que geralmente é muito confiável, fora do modo padrão e em um modo que é sensível ao número de etapas usadas para tratar os dados. Isto pode explicar porque é que as exoluas foram perdidas durante os seus cálculos. 

Para Kepler-1625 b I, Heller e sua equipe “sem exolua” sugeriram um efeito chamado “escurecimento dos membros estelares”, o que significa que as bordas de uma estrela são mais escuras que seu centro, impactando o sinal de exolua proposto. A equipe de Heller argumenta que o escurecimento dos membros estelares explicaria melhor as observações da estrela-mãe do que o escurecimento causado pela presença de uma exolua.

Kipping argumenta que este não é um caso válido contra os candidatos à exolua porque ele e sua equipe “pró-exolua” já levaram em conta esse escurecimento dos membros quando propuseram pela primeira vez a existência de Kepler-1625 b I. 

“Nós consideramos o escurecimento dos membros no artigo original, então não é como se tivéssemos estragado tudo e esquecido disso”, explicou ele. “Acho que esse buraco é uma espécie de pista falsa em meu livro; isso não afeta o argumento a favor da exolua.”

Um infográfico mostra as influências que podem criar um sinal semelhante ao da exolua.  (Crédito da imagem: MPS/hormesdesign.de)

O pesquisador-chefe da equipe de desmascaramento da exolua, René Heller, examinou o artigo de retorno de Kipping e da equipe, mas não se deixou levar pela crença de que Kepler-1625 b I e Kepler-1708 b I existem. 

“Não vejo nada de novo no artigo que possa mudar minha opinião sobre Kepler-1625b e Kepler-1708b serem planetas sem grandes luas. Seu novo artigo gira principalmente em torno de nosso trabalho e tenta encontrar pontos fracos em nossa linha de raciocínio. Isto é um processo natural e muito bem-vindo na ciência moderna, embora neste caso eu não veja nenhum progresso significativo”, disse Heller ao Space.com. “Refuto a ideia de refutar a refutação deles à nossa refutação da afirmação deles. Acho que o debate permanece incerto e está tudo bem. Vamos em frente!”

A ideia de seguir em frente é algo com que Heller e Kipping concordam – pelo menos por enquanto.

Kepler-1625 b I e Kepler-1708 b são muito “estranhos”?

A razão pela qual essas exoluas apareceram no método de trânsito é que elas são enormes corpos do tamanho de mini-Netuno que podem ter diâmetros entre 1,6 vezes e 4 vezes o da Terra. Se eles estão lá, eles são enormes. 

Kipping acha que isso é parte do que poderia torná-los incomuns demais para serem amplamente aceitos como as primeiras descobertas de exoluas.

“Acho que há muitas suspeitas sobre Kepler-1625 b I e Kepler-1708 b I porque ambos são estranhos. Ambos são como luas do tamanho de mini-Netuno, certo? E todo mundo está perguntando: ‘Quem ordenou isso? Como o universo faz coisas tão bizarras?'” ele disse. “E essa controvérsia não ajuda em nada. Eles estão muito prejudicados agora.”

Kipping agora pretende usar o Telescópio Espacial James Webb (JWST) para procurar exoluas que sejam análogas mais próximas das luas que vemos no sistema solar. 

“Minha estratégia, e talvez seja a estratégia errada, é ver se conseguimos algumas luas mais familiares com o JWST, análogas às luas que temos em nosso quintal solar, como Io e Europa”, disse ele. “Esperamos que isso aumente a confiança de que vimos essas exoluas naquela época e que elas eram realmente interessantes, e deveríamos voltar e observá-las novamente.”

Uma ilustração mostra uma estranha exolua do tamanho de um mini-Netuno orbitando um exoplaneta(Crédito da imagem: Dan Durda)

Kipping deixa bem claro que a discordância entre as conclusões da equipe não reflete mal em nenhum dos grupos de cientistas, independentemente da resposta final, “exolua” ou “sem exolua”. Em vez disso, simplesmente mostra como será desafiadora a detecção de luas ao redor de planetas fora do sistema solar até que grandes avanços sejam feitos na tecnologia dos telescópios.

“É um trabalho muito desafiador, e eu não fingiria o contrário. Ao procurar exoluas, procuramos um sinal que nenhum destes telescópios foi concebido para detectar”, disse ele. “Achamos que podemos extrair deles esse tipo de ciência. Mas isso está levando esses instrumentos, especialmente o Kepler e o Hubble, ao limite do que são capazes de fazer.

“Portanto, as decisões que você toma e as escolhas que você faz são levadas em consideração. como, quais algoritmos você usa, como você trata os dados, podem fazer a diferença entre o sucesso e o fracasso.”

Kipping acredita que este desacordo entre as duas equipas oferece aos cientistas caçadores de exoluas a oportunidade de comparar métodos e convergir sobre a melhor abordagem para caçar estes pequenos corpos distantes. 

Esperançosamente, um método refinado de detecção de exolua poderá um dia levar esses dois grupos de cientistas talentosos e apaixonados a se unirem em uma detecção de exolua com a qual possam concordar.

Fonte: Space.com

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