Impressão artística do "planeta de Einstein", formalmente conhecido como Kepler-76b, em órbita da sua estrela-mãe, que foi distorcida ligeiramente (exagerada aqui para efeito). Crédito: David A. Aguilar (CfA)
A detecção de mundos alienígenas constitui um desafio considerável porque são pequenos, tênues e estão perto das suas estrelas. As duas técnicas mais prolíficas para encontrar exoplanetas são o método de velocidade radial (observando a oscilação de estrelas) e o método de trânsito (diminuição do brilho de uma estrela devido à passagem de um planeta em frente).
Uma equipe da Universidade de Telavive e do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA) descobriu um exoplaneta usando um novo método que se baseia na teoria especial da relatividade de Einstein.
"Estamos à procura de efeitos muito sutis. Precisávamos de medições de alta qualidade de brilhos estelares, com precisões de apenas algumas partes por milhão," afirma David Latham, membro da equipa do CfA.
"Isto foi possível graças aos requintados dados que a NASA recolhe com a sonda Kepler," afirma Simchon Faigler, autor principal da Universidade de Telavive em Israel.
Embora o Kepler tenha sido concebido para encontrar planetas em trânsito, este planeta não foi identificado usando o método de trânsito. Em vez disso, foi descoberto usando uma técnica proposta pela primeira vez por Avi Loeb do CfA e seu colega Scott Gaudi (agora na Universidade Estatal de Ohio, EUA) em 2003 (coincidentemente, desenvolveram a sua teoria enquanto visitavam o Instituto de Estudos Avançados de Princeton, onde Einstein trabalhou).
O novo método procura três pequenos efeitos que ocorrem simultaneamente à medida que um planeta orbita a estrela. O efeito de "beaming" de Einstein faz com que a estrela aumente de brilho quando se move na nossa direção, puxada pelo planeta, e diminua quando se afasta. O aumento de brilho deriva da acumulação de fótons em energia, bem como da concentração de luz na direção do movimento da estrela devido a efeitos relativísticos.
"Esta é a primeira vez que este aspecto da teoria da relatividade de Einstein foi usado para descobrir um planeta," afirma o co-autor Tsevi Mazeh da Universidade de Telavive.
A equipe também procurou sinais de que a estrela foi "esticada" pelas marés gravitacionais do planeta em órbita. A estrela parece mais brilhante quando a observamos de lado, devido à mais visível área de superfície, e mais tênue quando vista de cima/baixo. O terceiro pequeno efeito foi devido à luz estelar refletida pelo próprio planeta.
Assim que o novo planeta foi identificado, foi confirmado por Latham usando observações de velocidade radial recolhidas pelo espectrógrafo TRES no Observatório Whipple no estado americano do Arizona, e por Lev Tal-Or (Universidade de Telavive) usando o espectrógrafo SOPHIE do Observatório Alta-Provença, na França. Um olhar mais atento aos dados do Kepler também mostrou que o planeta transita a sua estrela, proporcionando confirmação adicional.
"O planeta de Einstein," formalmente conhecido como Kepler-76b, é um "Júpiter quente" que orbita a sua estrela a cada 1,5 dias. O seu diâmetro é aproximadamente 25% maior que o de Júpiter e tem o dobro da massa. Orbita uma estrela do tipo-F localizada a 2000 anos-luz da Terra na direção da constelação de Cisne.
O planeta sofre de acoplamento de maré, mostrando sempre a mesma face à estrela, tal como a Lua à Terra. Como resultado, Kepler-76b ferve a uma temperatura de aproximadamente 1982º C.
Curiosamente, a equipe encontrou fortes indícios de que o planeta tem ventos extremamente rápidos que transportam o calor em seu redor. Como resultado, o ponto mais quente de Kepler-76b não é o ponto subestelar ("meio-dia"), mas numa localização a 16.000 km de distância. Este efeito apenas foi observado anteriormente uma vez, em HD 189733b, e apenas no infravermelho com o Telescópio Espacial Spitzer. Esta é a primeira vez que as observações ópticas mostraram evidências de correntes de vento em ação.
Embora o novo método não consiga encontrar mundos tipo-Terra usando a tecnologia atual, oferece aos astrônomos uma oportunidade única de descoberta. Ao contrário das pesquisas com o método de velocidade radial, não requer espectros de alta precisão. E ao contrário dos trânsitos, não requer um alinhamento preciso do planeta e da estrela, a partir do ponto de vista da Terra.
"Cada técnica de caça planetária tem os seus pontos fortes e fracos. E cada técnica nova que acrescentamos ao arsenal permite-nos estudar planetas em novos regimes," afirma Avi Loeb do CfA.
Kepler-76b foi identificado pelo algoritmo BEER (cuja sigla significa "relativistic BEaming, Ellipsoidal, and Reflection/emission modulations"). O BEER foi desenvolvido pelo Professor Tsevi Mazeh e pelo estudante Simchon Faigler, da Universida de Telavive em Israel.
O artigo que apresenta esta descoberta foi aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal e está disponível online.
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