Astrônomos descobrem o que pode ser o primeiro exoplaneta já detectado fora da Via Láctea

O objeto recém-detectado fica a 28 milhões de anos-luz de distância, na galáxia Whirlpool M51.

Pela primeira vez na história, os cientistas podem ter acabado de descobrir um planeta em outra galáxia.

O potencial exoplaneta, chamado M51-ULS-1b, fica a 28 milhões de anos-luz de distância na galáxia espiral Messier 51 (M51), também conhecida como galáxia Whirlpool. Esta descoberta pode ser apenas a ponta do iceberg, revelando muitos outros exoplanetas fora da Via Láctea.

“Estamos tentando abrir uma nova arena para encontrar outros mundos”, disse em um comunicado Rosanne Di Stefano, astrofísica do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics que liderou o estudo que encontrou este objeto.

Ilustração artística de uma estrela de nêutrons ao redor de um buraco negro no Whirlpool Galaxy M51 que pode hospedar um exoplaneta. (Crédito da imagem: NASA / CXC / M. Weiss)

Para este estudo, os astrônomos usaram o Observatório de raios-X Chandra da NASA e o telescópio espacial XMM-Newton da Agência Espacial Europeia para observar três galáxias além da Via Láctea. No total, eles analisaram 55 sistemas diferentes em M-51, a galáxia Whirlpool, 64 sistemas em Messier 101 (M-101) ou a “galáxia Catavento” e 119 sistemas em Messier 104, ou a “galáxia Sombrero”.

Estamos tentando abrir uma nova arena para encontrar outros mundos …

Rosanne Di Stefano, astrofísica

A equipe localizou o objeto em M-51 usando trânsitos, que acontecem quando um objeto transita, ou passa, na frente de uma estrela. Ao fazer isso, ele bloqueia parte da luz da estrela e cria um breve escurecimento. Anteriormente, os cientistas usaram esse método para descobrir milhares de exoplanetas, ou planetas fora de nosso sistema solar (mas ainda em nossa galáxia).

O primeiro exoplaneta descoberto foi em 1992 e, desde então, a maioria dos exoplanetas encontrados estão a menos de 3.000 anos-luz da Terra.

Uma ilustração artística de uma estrela de nêutrons em torno de um buraco negro na galáxia M51 Whirlpool que pode hospedar um exoplaneta. (Crédito da imagem: raio-X: NASA / CXC / SAO / R. DiStefano, et al.; Ótico: NASA / ESA / STScI / Grendler)

Mas o M51-ULS-1b, orbitando a 28 milhões de anos-luz de distância, seria o primeiro exoplaneta encontrado em outra galáxia.

Para localizar o planeta, a equipe liderada por Di Stefano usou o Chandra para procurar quedas no brilho dos raios-X. Como os raios X são produzidos por pequenas áreas nas estrelas, os planetas que passam na frente dessas estrelas podem bloquear totalmente as emissões de raios-X. Assim, em vez de um escurecimento sutil da luz óptica, os pesquisadores puderam ver um trânsito mais óbvio, o que poderia tornar mais fácil ver objetos mais distantes, de acordo com o comunicado.

“Estamos tentando abrir uma nova arena para encontrar outros mundos, procurando por candidatos a planetas em comprimentos de onda de raios-X, uma estratégia que torna possível descobri-los em outras galáxias”, disse Di Stefano.

Eles encontraram o possível exoplaneta na galáxia Whirlpool em um sistema binário orbitando dois grandes objetos: uma estrela de nêutrons ou um buraco negro que orbita uma estrela companheira massiva.

O trânsito que testemunharam durou um total de cerca de três horas e as emissões de raios-X caíram para zero. Isso os ajudou a descobrir que o objeto é provavelmente aproximadamente do tamanho de Saturno e orbita a estrela de nêutrons (ou um buraco negro) a uma distância duas vezes maior que a distância de Saturno ao nosso sol.

Este trabalho pode ser o primeiro a confirmar um planeta em outra galáxia e, potencialmente, abrir uma nova era de detecção e estudo de planetas. Mas agora, essas observações não confirmam que o objeto visto usando Chandra neste estudo é um planeta. Mais dados precisam ser coletados para confirmar essa afirmação, disseram os pesquisadores.

No entanto, o objeto não passará novamente na frente de sua estrela por 70 anos, então levará muito tempo até que os cientistas sejam capazes de fazer essa observação novamente.

Este gráfico mostra a orientação de uma estrela de nêutrons ou buraco negro e sua estrela companheira, bem como a órbita de um exoplaneta potencial em órbita. (Crédito da imagem: NASA / CXC / M. Weiss)

“Infelizmente, para confirmar que estamos vendo um planeta, provavelmente teríamos que esperar décadas para ver outro trânsito”, acrescentou no mesmo comunicado a coautora Nia Imara, pesquisadora da Universidade da Califórnia em Santa Cruz. “E por causa das incertezas sobre quanto tempo leva para orbitar, não saberíamos exatamente quando olhar.”

É possível, mas altamente improvável, os pesquisadores reconhecem no comunicado, que o escurecimento possa ser causado por algo como uma nuvem passando na frente da estrela. Ainda assim, a equipe compartilhou que espera que outros cientistas examinem os dados que coletaram e o que encontraram. Isso poderia ajudar a verificar o que eles detectaram e a movimentar essa pesquisa, apesar das décadas que faltam para o próximo trânsito.

“Sabemos que estamos fazendo uma afirmação empolgante e ousada, então esperamos que outros astrônomos a examinem com muito cuidado”, acrescentou na mesma declaração a coautora Julia Berndtsson, pesquisadora da Universidade de Princeton em Nova Jersey. “Achamos que temos um argumento forte, e esse processo é como a ciência funciona.”

Este trabalho foi descrito em um estudo publicado em 25 de outubro na revista Nature Astronomy.