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Sistemas exoplanetários

Uma estrela com nove planetas. Ou mais?

por Caleb Scharf

	ESA

O número exato de planetas orbitando qualquer estrela ainda é um mistério para a ciência exoplanetária. As duas técnicas principais para detectar planetas e quantificar suas características têm limitações significativas que nos cegam para o conteúdo completo de outros sistemas solares. As medições da velocidade radial captam o movimento de uma estrela ao redor do centro comum de massa, ou ponto de equilíbrio, de um sistema devido ao arrasto gravitacional de quaisquer planetas. Mas quanto menores forem os planetas e quanto mais longe estiverem da estrela, mais fraco é o sinal. Muitos planetas e períodos orbitais mais longos confundem a situação ao produzir padrões complexos que também podem ficar amostrados de maneira incompleta em dados que exibem apenas poucos anos. Observações de trânsito, como as obtidas pela missão Kepler, tendem à detecção de grandes planetas em órbitas pequenas ao redor de pequenas estrelas, onde é mais provável que um planeta bloqueie a luz de sua estrela com maior frequência.

Tudo isso significa que em praticamente todos os sistemas atualmente conhecidos, podemos ter apenas informações incompletas sobre o verdadeiro número de planetas em órbita. Ainda assim, estrelas com múltiplas detecções planetárias aparecem de repente. Dos mais de 550 sistemas exoplanetários confirmados, mais ou menos 90 deles possuem vários planetas (totalizando cerca de 760 mundos). Agora, um novo estudo sobre os dados de velocidade radial do instrumento HARPS sugere que um desses sistemas, o HD 10180, pode abrigar nove planetas maiores ? tirando nosso sistema solar da liderança em riqueza planetária.

Em um artigo recente, Mikko Tuomi aplica uma sofisticada técnica de análise Bayesiana (probabilística) a medições tomadas no período de 2003 a 2009. A estrela HD 10180 é muito parecida com nosso Sol: cerca de 6% mais massiva e de composição semelhante, ela jaz a aproximadamente 127 anos-luz da Terra. Estudos anteriores desses dados haviam sugerido que poderia haver talvez sete planetas no sistema, mas Tuomi alega existirem mais dois objetos, ainda com baixa significação estatística. As massas desses mundos vão de mais de 1,3 vezes a mais de 65 vezes a massa da Terra, e suas órbitas colocam todos eles naquilo que seria equivalente à órbita de Júpiter em nosso sistema solar.

Se mais observações corroborarem essa alegação, isso transformará o HD 10180 em um lugar extraordinariamente ocupado. Nove planetas, com tamanhos que variam desde o da Terra até o de Netuno, e outros ainda maiores, todos amontoados nos domínios interno dessa estrela. Estudos anteriores de outros sistemas já haviam sugerido que os planetas geralmente ficam ?amontoados ao máximo? ? se conseguirem se formar, eles se formarão o mais próximo que a dinâmica gravitacional permitir. Em casos assim, qualquer redução no espaçamento orbital entre mundos ou aumento de massa tornaria o sistema instável. No caso da HD 10180, as simulações computadorizadas que nos dirão se esses nove candidatos a planetas podem realmente formar um sistema estável no curso de bilhões de anos ainda precisam ser feitas, mas tudo parece promissor.

E tudo isso levanta uma questão ainda mais interessante: não há nenhuma razão óbvia para que esses sejam os únicosplanetas no sistema HD 10180. O fato de os candidatos mais externos parecerem ter um período orbital de seis anos é uma forte função das limitações do estado atual de medições, e a natureza amontoada desse sistema não exclui a existência de mais objetos em órbitas maiores. Em outras palavras, não há como dizer quantos planetas mais orbitam a HD 10180. A massa total dos nove candidatos é de pelo menos 170 massas terrestres, mas isso é apenas metade da massa de Júpiter. Mesmo se esse número dobrasse, isso sugeriria apenas que o disco proto-planetário original que criou esses planetas poderia ter tido material adicional suficiente para criar ainda mais (supondo alguma semelhança com nosso sistema solar).

Assim como vimos que a galáxia está lotada de planetas, fazendo nossas próprias circunstâncias parecerem um pouco menos especiais, pode ser que nossa riqueza planetária seja também bastante medíocre.

Caleb Scharf é diretor do Centro multidisciplinar de Astrobiologia da Columbia University.

Scientific American Brasil

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