Pela primeira vez, a missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA identificou um planeta em órbita de uma estrela distante graças a ondulações no espaço-tempo. Ao contrário dos planetas em trânsito que orbitam muito perto da sua estrela, que o TESS revela regularmente, o mundo recém-descoberto é um super-Júpiter que orbita longe da sua estrela hospedeira.

"Quando o TESS foi lançado, ninguém esperava que alguma vez fosse capaz de encontrar este tipo de planeta", afirmou Diana Dragomir, professora na Universidade do Novo México, em Albuquerque, EUA, coautora de um artigo científico que descreve os resultados. Com 1,6 vezes a massa de Júpiter e uma distância orbital semelhante, seria extremamente improvável encontrar um planeta deste tipo através do principal método de deteção para o qual o TESS foi concebido. "A descoberta sugere que provavelmente existem outros planetas de microlente escondidos nos dados do TESS que anteriormente nem sequer nos tinha ocorrido procurar".

Os astrónomos encontraram o primeiro indício do planeta, denominado Gaia23bra b, em 2023, utilizando o Telescópio Espacial Gaia da ESA, agora aposentado. O sistema de alertas do Gaia assinalou uma estrela que se tornou mais brilhante - algo que pode acontecer quando uma estrela em primeiro plano passa à frente de outra mais distante e amplia a sua luz através do fenómeno de microlente gravitacional.

Mais tarde, os investigadores analisaram os dados de arquivo do TESS e descobriram que este também tinha captado o fenómeno.

"As observações do Gaia eram demasiado esparsas para detetar o planeta", afirmou Mallory Harris, doutoranda na Universidade do Novo México, que liderou o estudo. "Por acaso, o TESS estava a monitorizar a mesma área do céu durante o evento, e a sua cobertura temporal mais densa revelou características adicionais na curva de luz causadas por um planeta".

A análise da equipa, publicada a 1 de julho na revista The Astrophysical Journal Letters, revelou que Gaia23bra b, que orbita uma anã laranja com cerca de 80% da massa do Sol, se encontra a quase 40.000 anos-luz da Terra, excedendo em muito o raio de busca habitual do TESS, de cerca de 150 anos-luz.

Introdução às microlentes

Dos mais de 6000 exoplanetas conhecidos (mundos para lá do nosso Sistema Solar), cerca de três-quartos foram descobertos através do método de trânsito, a técnica típica de deteção de planetas utilizada pelo TESS. Os astrónomos monitorizam grandes conjuntos de estrelas, procurando aquelas que escurecem periodicamente à medida que os planetas em órbita passam à sua frente - um fenómeno denominado trânsito.

Esta animação ilustra o conceito de microlente gravitacional. Quando uma estrela no céu (mostrada no centro da animação) parece passar quase à frente de outra (localizada no círculo tracejado à direita), do nosso ponto de vista, os raios de luz da estrela de fundo são desviados devido à curvatura do espaço-tempo em torno da estrela em primeiro plano. Esta estrela funciona como uma lupa virtual, ampliando o brilho da estrela de fundo e fazendo com que a sua posição pareça deslocar-se ligeiramente. Se a estrela mais próxima albergar um sistema planetário, então esses planetas também podem funcionar como lentes, produzindo cada um deles um pequeno desvio no brilho da fonte. Quando os astrónomos descobrem planetas desta forma, conseguem medir a sua massa e a distância orbital em relação à sua estrela-anfitriã. Crédito: Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA/CI Lab

Menos de 5% dos exoplanetas conhecidos foram revelados através das microlentes. Este fenómeno de curvatura da luz ocorre quando duas estrelas se alinham muito próximas uma da outra, do nosso ponto de vista. A luz da estrela mais distante curva-se à medida que atravessa o espaço-tempo distorcido pela massa da estrela mais próxima.

Se o alinhamento for especialmente preciso, a estrela mais próxima atua como uma lente cósmica, focando e ampliando a luz da estrela de fundo. Os planetas que orbitam a estrela em primeiro plano também podem alterar a luz da estrela distante, atuando como as suas próprias lentes minúsculas. Os astrónomos observam esse efeito como um pico no brilho da estrela.

O método de trânsito é o mais eficaz para encontrar planetas grandes que orbitam muito perto das suas estrelas hospedeiras; os planetas grandes bloqueiam mais da luz estelar, enquanto os planetas mais próximos têm mais probabilidades de passar à frente da estrela hospedeira. Estes mundos gigantescos e cheios de vapor são fascinantes para os cientistas, mas os astrónomos também querem encontrar planetas semelhantes aos do nosso Sistema Solar. Essa é a especialidade da microlente.

"Com as microlentes, podemos descobrir planetas mais pequenos com distâncias orbitais maiores, incluindo mundos na zona habitável da sua estrela e até mesmo mais distantes", comentou Mallory Harris.

O efeito de microlente não é adequado para descobrir planetas enormes e próximos, porque os seus sinais gravitacionais acabariam por se confundir.

"Os trânsitos e as microlentes são complementares, porque cada método revela uma categoria de planetas que o outro pode não ser capaz de detetar", afirmou Dragomir. "E oferecem detalhes diferentes. Os trânsitos dão-nos o tamanho de um planeta e, em conjunto com outros métodos, podemos determinar a sua massa e densidade. As microlentes fornecem-nos as massas e as distâncias orbitais de planetas que, de outra forma, nunca veríamos".

Este gráfico destaca as áreas de pesquisa de três missões de procura de planetas: o futuro Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, o Telescópio Espacial Kepler, já aposentado, e o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Embora o TESS descubra planetas em trânsito num raio de 150 anos-luz da Terra, detetou recentemente um planeta a cerca de 40.000 anos-luz de distância (assinalado pelo símbolo de uma estrela) através de outro método, denominado microlente. Crédito: Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA

Mas as observações de microlentes são oportunidades limitadas no tempo. "Os eventos de microlente acontecem uma vez e desaparecem - não se repetem. Costumo brincar dizendo que provavelmente encontraremos o primeiro análogo da Terra através de microlente e, depois, acenaremos para ele à medida que passa, porque nunca mais o veremos", afirma Harris.

Isso dificulta as observações detalhadas de planetas detetados por microlente. No entanto, o método pode servir como uma poderosa ferramenta demográfica que oferece informações abrangentes sobre as populações planetárias.

"Isto é um pouco como uma antevisão do que o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA irá fazer com os fenómenos de microlentes", afirmou Michael Fausnaugh, professor da Universidade Texas Tech, em Lubbock, coautor do estudo. Com lançamento previsto para 30 de agosto de 2026, o Roman irá observar o centro da Via Láctea no âmbito de um dos seus principais levantamentos, revelando uns estimados 1000 planetas detetados por microlente e cerca de 100.000 planetas em trânsito.

O Roman irá focar-se especificamente no coração da Galáxia porque as estrelas estão muito amontoadas nessa zona, o que aumenta as probabilidades de observar eventos de microlentes. Embora essa aglomeração faça com que muitas estrelas se confundam nos pixéis maiores do TESS, este observatório abrange quase todo o céu, onde as estrelas estão mais dispersas.

"Uma vez que o TESS observa outras zonas do Plano Galáctico, consegue naturalmente detetar planetas por microlente noutras partes da Galáxia, como demonstrado por este primeiro sistema planetário detetado por microlente", afirmou Dragomir. "Isso significa que poderá ajudar-nos a estudar planetas em regiões com condições diferentes".

Isso poderá ter implicações na procura de mundos habitáveis. O intenso centro da Via Láctea está repleto de radiação proveniente de explosões de supernova mais frequentes, o que poderá esterilizar os planetas. Além disso, os encontros gravitacionais entre estrelas aglomeradas podem perturbar os sistemas planetários. As observações do TESS concentram-se numa parte mais tranquila da Galáxia.

"A chave do levantamento de microlentes da missão Roman reside na sua densa cobertura temporal, centrada no Bojo Galáctico", afirmou Fausnaugh. "A missão TESS proporciona, de forma única, estas observações rápidas de estrelas noutras partes da Galáxia, e a combinação das duas abre perspetivas para compreender a formação de planetas numa população diversificada de estrelas. Uma vez que o fenómeno de microlente identifica planetas semelhantes aos do Sistema Solar, isto oferece uma nova oportunidade para compreender como sistemas planetários como o nosso variam em diferentes regiões da Galáxia".

// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)

Quer saber mais?

Microlentes gravitacionais:
Wikipedia

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite):
NASA
NASA/Goddard
Programa de Investigadores do TESS (HEASARC da NASA)
MAST (Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais)
Exoplanetas descobertos pelo TESS (NASA Exoplanet Archive)
Wikipedia

Gaia:
ESA
Página da ESA para a comunidade científica
Arquivo de dados do Gaia (ESA)
Wikipedia

RST ([Nancy Grace] Roman Space Telescope):
NASA
Wikipedia
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