Sistemas planetários

Mestre em Astronomia (Observatório Nacional, 2016)
Graduado em Física (UFRPE, 2014)

Um sistema planetário é o conjunto de corpos celestes não estelares ligados gravitacionalmente à uma estrela ou a um sistema de estrelas. Nosso sistema planetário, o Sistema Solar, é composto por oito planetas, asteroides, satélites naturais e cometas. No entanto um sistema planetário pode ter uma configuração diferente com planetas anões, protoplanetas, discos circunstelares, ou mesmo apenas um planeta orbitante, com é o caso de 3090 dos 4160 sistemas planetários confirmados até dia 1 de Janeiro de 2020.

Quando astrônomos começaram a buscar outros sistemas planetários, a expectativa era de encontrar sistemas parecidos com nosso Sistema Solar, porém foi o oposto que encontraram. Poucos sistemas se parecem, de fato, com o nosso, com planetas rochosos internos, planetas gasosos externos e planetas de gelo. Alguns sistemas possuem muitos planetas em órbitas próximas à estrela anfitriã com períodos orbitais pequenos e outros com poucos planetas muito distantes da estrela e com períodos orbitais que chegam a centenas de anos.

O primeiro sistema planetário foi descoberto em 1992 quando os astrônomos Aleksander Wolszczan e Dale Frail detectaram dois exoplanetas rochosos orbitando a estrela pulsar PSR B1257+12 na constelação de Virgem e, desde então, foram descobertos outros sistemas planetários de várias formas e tamanhos. Esse sistema planetário foi descoberto através de anomalias na pulsação da estrela, o que levou a investigações por radiotelescópios e, enfim, a detecção de seus dois planetas: Poltergeist e Phobetor (e dois anos depois, de um terceiro, chamado Draugr). Três anos depois, em 1995, os astrônomos Michel Mayor e Didier Queloz detectaram o primeiro sistema planetário com uma estrela do tipo Sol (52 Pegasi), o que rendeu a eles o prêmio Nobel de Física de 2019 pela descoberta. O planeta nomeado 52 Pegasi b possui quase metade da massa de Júpiter, um raio de quase 2 vezes o de Júpiter e orbita a estrela a uma distância menor que a de Mercúrio, o que o fez ser conhecido como o primeiro “Júpiter quente”: planeta gigante gasoso com órbita muito próxima à estrela.

Figura 1: Imagem artística do sistema planetário da estrela pulsar PSR B1257+12, também chamada de Lich: o primeiro sistema planetário detectado. Fonte: NASA/JPL-Caltech

Hoje existem quatro maneiras mais comuns de se detectar um sistema planetário (através do(s) exoplaneta(s) orbitante(s)): velocidade radial, método de trânsito, imageamento direto e microlentes gravitacionais. O método da velocidade radial é utilizado quando se observa uma alteração na cor da estrela (chamado efeito Doppler) que ocorre por causa da oscilação da órbita da estrela provocada pelo planeta orbitante. O método de trânsito é observado através da passagem do planeta na frente da estrela, gerando uma diminuição do seu brilho e, até hoje, é o que mais detectou exoplanetas. O imageamento direto consiste na observação direta do exoplaneta, sendo possível tirar fotos dele. E o método de microlentes gravitacionais é utilizado quando se observa que a luz de uma estrela distante é distorcida pela gravidade quando o planeta orbitante passa entre a estrela e a Terra.

A busca por sistemas planetários é focada em planetas cuja estrela anfitriã se parece com o Sol (dos tipos espectrais F, G ou K) devido à semelhança com nosso Sistema Solar. Sabe-se que planetas de massa semelhante à da Terra ou um pouco maior são mais comuns que planetas gigantes e que planetas com grandes órbitas são mais comuns do que os de pequena órbita. Em novembro de 2013 foi divulgado que aproximadamente 22 estrelas do tipo Sol possuem um planeta do tamanho terrestre localizado na zona habitável (zona de um sistema planetário onde o planeta pode abrigar água na sua forma líquida).

Os sistemas planetários se formam a partir dos discos protoplanetários que são um discos de matéria e poeira que orbitam uma estrela recém-formada. A partir do processo de acreção, as partículas do disco se juntam por força eletrostática até adquirirem massa o suficiente para passar a juntar mais matéria através da força gravitacional, acelerando seu crescimento. Quando é atingido um tamanho limite, esses “aglomerados de partículas” passam a ser considerados planetas constituintes de um sistema planetário.

Referências:

http://minerva.union.edu/parkashv/planets.html | Acesso em 01 de dezembro de 2019

https://en.wikipedia.org/wiki/Planetary_system#Evolved_systems | Acesso em 05 de janeiro de 2020

https://exoplanets.nasa.gov/alien-worlds/historic-timeline/#first-exoplanets-discovered | Acesso em 05 de janeiro de 2020

https://exoplanets.nasa.gov/reference/faq/ | Acesso em 06 de janeiro de 2020

https://en.wikipedia.org/wiki/PSR_B1257%2B12#Discoveryv | Acesso em 10 de janeiro de 2020

https://exoplanets.nasa.gov/alien-worlds/ways-to-find-a-planet/# | Acesso em 10 de janeiro de 2020

https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_574.html | Acesso em 10 de janeiro de 2020

https://en.wikipedia.org/wiki/Planet-hosting_stars |Acesso em 10 de janeiro de 2020

https://www.britannica.com/place/51-Pegasi-b-planet | Acesso em 11 de janeiro de 2020

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