Mundos de outro mundo

Usando uma galáxia inteira como lente, cientistas observam pela primeira vez indícios da existência de planetas situados fora da Via-Láctea

Quando apontou um conjunto de lentes alinhadas num tubo — um telescópio — para corpos celestes como a Lua e Júpiter, Galileu Galilei deu início à astronomia moderna e abriu o caminho que nos situaria em nosso lugar no Cosmos. Quatro séculos mais tarde, telescópio situados ao redor da Terra encontram novos planetas quase todo dia. Embora variem em aspectos como distância, massa, tamanho e período rotacional, todos os exoplanetas conhecidos têm algo em comum: estão todos dentro da nossa galáxia, a Via-Láctea.

Para um astrônomo de cem anos atrás isso não seria surpresa. Naquela época, pensava-se que a Via-Láctea era a única galáxia do Universo. Poucos anos depois, graças às pesquisas iniciadas por Edwin Hubble, o número de galáxias conhecidas passou de uma para bilhões e bilhões. Hoje em dia, algo semelhante acontece com o número de planetas.

Embora o estudo de outras galáxias seja um campo relativamente recente, já aprendemos o bastante para saber algumas coisinhas. Primeiro: galáxias são grandes, muito muito grandes e distantes. Tão grandes e distantes que, segundo Albert Einstein, seriam capazes de distorcer a luz de objetos ainda mais afastados. Quando uma galáxia se interpõe entre nós e outra galáxia, gera um efeito de ampliação muito parecido com o de uma lupa ou telescópio. Conhecido como lente gravitacional, esse efeito tem sido usado para nos mostrar o que há nos rincões mais afastados do Universo.

Em segundo lugar, descobrimos que as galáxias, por mais variáveis que possam ser em termos de composição química e forma, são formadas por basicamente a mesma matéria da Via-Láctea: estrelas, nuvens de poeira, buracos-negros. Como cada estrela pode (e muitas vezes é) um sol na Via-Láctea, nada impede a existência de planetas situados em outras galáxias. Mas como estudar esses mundos de outro mundo?

“Não há a menor chance de observar esses planetas diretamente, nem mesmo com os melhores telescópios que alguém pode imaginar num cenário de ficção-científica”, explica ao ScienceDaily Eduardo Guerras, pós-doutorando em Física e Astronomia da Universidade de Oklahoma (EUA). Já que não dá pra usar nenhum telescópio humanamente possível, que tal recorrer aos montados pelo próprio Universo?

Orientado pelo professor Xinyu Dai, Guerras analisou dados do Observatório Chandra, um telescópio espacial da NASA especializado em raios-X. O objetivo da pesquisa era encontrar uma lente gravitacional capaz de indicar a presença de algum planeta fora de nossa galáxia. Guerras e Dai encontraram um tipo especial de lupa cósmica: uma microlente, formada quando um quasar (um conjunto de estrelas ou um núcleo galáctico muito massivo, muito energético e muito distante) é focado por uma galáxia interposta.

Nas 38 imagens registradas pelo telescópio ao longo dos últimos dez anos e analisadas pelos dois pesquisadores, encontra-se em foco um quasar conhecido como RXJ 1131-1231. De forma elíptica e situado a 3,8 bilhões de anos-luz de distância, RXJ 1131-1231 é grande o suficiente para abrigar trilhões de planetas. Com o auxílio de um supercomputador da Universidade do Oklahoma, Guerras e Dai foram capazes de aprofundar sua análise e encontrar indícios de exoplanetas situados em RXJ 1131-1231.

Evidentemente, tais indícios foram descobertos de maneira indireta, de modo tanto gravitacional quanto espectroscópico. Acontece que há um desvio nas emissões de Ferro e Potássio nesse quasar. Inicialmente, os pesquisadores consideraram que isso seria um sinal de um número de estrelas maior do que o esperado. Só que mesmo aumentando o número de estrelas até determinado limite nos cálculos, ainda faltava alguma coisa.

Foi então que Guerras e Dai começaram a trabalhar com a hipótese da existência de objetos de massa planetária em RXJ 1131-1231. Como é muito difícil estimar o número de planetas por estrela sem poder observar as estrelas diretamente, os dois pesquisadores partiram da suposição que RXJ 1131-1231 também teria alguma quantidade de planetas solitários, mundos órfãos que vagam pelo espaço.

Publicados no Astrophysical Journal, os resultados dessa análise apontam para a existência de milhares de corpos de escala planetária, situados entre os tamanhos da Lua (!!!) e de Júpiter. Análises estatísticas das três melhores imagens disponíveis resultaram em valores de confiança de 4,5 a 6,4 sigma (quanto maior o índice sigma de uma descoberta, mais certeza se tem de que ela realmente existe). É uma descoberta inédita e extraordinária: a primeira vez que observamos planetas que estão além da nossa galáxia. São, portanto, descritos pelos cientistas como “exoplanetas extragalácticos”.

Ao repetir o gesto de Galileu com uma galáxia inteira como lente, Guerras e Dai revolucionam o campo da astronomia planetária, que agora se expande para além da Via-Láctea. Tal como Galileu, os dois astrônomos americanos não devem conseguir enxergar sua descoberta com grandes detalhes. É possível que levemos séculos até conhecer a aparência desses mundos de outro mundo — mas um dia alguém será capaz de escalar nos ombros de gigantes como Galileu, Einstein, Hubble e talvez Guerras e Dai para nos mostrar como são esses e outros planetas situados nos rincões do Universo.

Referência

Xinyu Dai, Eduardo Guerras. Probing Planets in Extragalactic Galaxies Using Quasar Microlensing [Sondagem de planetas em galáxias extragalácticas usando microlente gravitacional de quasar]. The Astrophysical Journal, 2018; 853 (2): L27 DOI: 10.3847/2041-8213/aaa5fb