A uma distância de 4,37 anos-luz da Terra, Alpha Centauri é o sistema estelar mais próximo do nosso. Por gerações, cientistas e pensadores especulativos ponderam se ele pode ter um sistema planetário como o nosso próprio Sol, e se a vida também pode ou não existir lá. Infelizmente, os esforços recentes para localizar planetas extra-solares nesse sistema estelar falharam, com detecções em potencial mais tarde demonstradas como resultado de artefatos nos dados.
Em resposta a esses esforços fracassados, vários projetos mais ambiciosos estão sendo desenvolvidos para encontrar exoplanetas em torno de Alpha Centauri. Isso inclui telescópios espaciais de imagem direta como o Project Blue e a missão interestelar conhecida como Breakthrough Starshot. Mas, de acordo com um novo estudo liderado por pesquisadores da Universidade de Yale, os dados existentes podem ser usados para determinar a probabilidade de planetas nesse sistema (e até de que tipo).
O estudo que detalhou suas descobertas apareceu recentemente em The Astronomical Journalsob o título "Detectabilidade do planeta no sistema Alpha Centauri". O estudo foi conduzido por Lily Zhao, estudante de graduação da Universidade de Yale e membro da National Science Foundation (NSF), e co-autoria de Debora Fischer, John Brewer e Matt Giguere, de Yale, e Bárbara Rojas-Ayala, da Universidade Andrés Bello no Chile.
Para o estudo deles, Zhao e sua equipe consideraram por que os esforços para localizar planetas dentro do sistema estelar mais próximo do nosso falharam até agora. Isso é surpreendente quando se considera como, estatisticamente falando, é muito provável que o Alpha Centauri tenha um sistema próprio. Como o professor Fischer indicou em um recente comunicado de imprensa da Yale News:
“O universo nos disse que os tipos mais comuns de planetas são pequenos, e nosso estudo mostra que esses são exatamente os que provavelmente orbitarão Alpha Centauri A e B… Como o Alpha Centauri está tão perto, é nossa primeira parada fora do nosso sistema solar. É quase certo que existem pequenos planetas rochosos ao redor de Alpha Centauri A e B. "
Além de professora de astronomia na Universidade de Yale, Debora Fischer também é uma das líderes do Grupo de Exoplanetas de Yale. Como especialista em seu campo, Fischer dedicou décadas de sua vida à pesquisa de exoplanetas e à procura de análogos da Terra além do nosso Sistema Solar. Com financiamento parcial fornecido pela NASA e pela National Science Foundation, a equipe contou com os dados existentes coletados por alguns dos mais recentes instrumentos de caça ao exoplaneta.
Isso incluía o CHIRON, um espectrógrafo montado no Sistema de Telescópios de Pesquisa de Pequenas e Moderadas Aberturas (SMARTS) no Observatório Interamericano de Cerro Telolo (CTIO) no Chile. Este instrumento foi construído pela equipe de Fischer, e os dados fornecidos foram combinados com o HARPS (Speed Radial High Speed Precision Planet Searcher) e os instrumentos Espectrógrafo Ultravioleta e Visual Echelle (UVES) no Very Large Telescope (VLT) do ESO.
Usando dez anos de dados coletados por esses instrumentos, Zhao e seus colegas criaram um sistema de grade para o sistema Alpha Centauri. Em vez de procurar sinais de planetas que existiam, eles usaram os dados para descartar que tipos de planetas não poderiam existir lá. Como Zhao disse à Space Magazine por e-mail:
“Este estudo foi especial porque utilizou os dados existentes do sistema Alpha Centauri não para encontrar planetas, mas para caracterizar quais planetas não poderiam existir. Ao fazer isso, ele retornou mais informações sobre o sistema como um todo e fornece orientação para futuras observações desse sistema exclusivamente carismático.
Além disso, a equipe analisou a composição química das estrelas no sistema Alpha Centauri para aprender mais sobre os tipos de material que estariam disponíveis para formar planetas. Com base nos diferentes valores obtidos pelas campanhas de observação realizadas por diferentes telescópios nas três estrelas de Alpha Centauri (Alpha, Beta e Proxima), eles foram capazes de colocar restrições sobre que tipos de planetas poderiam existir lá.
"Descobrimos que os dados existentes descartam planetas na zona habitável acima de 53 massas terrestres para o alfa Centauri A, 8,4 massas terrestres para o alfa Centauri B e 0,47 massas terrestres para o Proxima Centauri", disse Zhao. "Quanto às composições químicas, descobrimos que as proporções de carbono / oxigênio e magnésio / silício para o alfa Centauri A e B são bastante semelhantes às do sol".
Basicamente, os resultados de seu estudo descartaram efetivamente a possibilidade de qualquer gigante de gás do tamanho de Júpiter no sistema Alpha Centauri. Para Alpha Centauri A, eles descobriram ainda que planetas com menos de 50 massas terrestres poderiam existir, enquanto Alpha Centauri B poderia ter planetas menores que 8 massas terrestres. Para Proxima Centauri, que sabemos ter pelo menos um planeta parecido com a Terra, eles determinaram que pode haver mais que seja menos da metade da massa da Terra.
Além de oferecer esperança aos caçadores de exoplanetas, este estudo traz consigo implicações bastante interessantes para a habitabilidade planetária. Basicamente, a presença de planetas rochosos no sistema é encorajadora; mas sem gigantes de gás, poderia estar faltando um ingrediente-chave para garantir que os planetas permanecessem habitáveis.
"[N] apenas poderia haver planetas habitáveis de massa terrestre em torno de nossos vizinhos estelares mais próximos, mas também não existem gigantes gasosos que pudessem pôr em risco a sobrevivência desses planetas rochosos potencialmente habitáveis", disse Zhao. "Além disso, se esses planetas existem, é provável que tenham composições semelhantes à nossa própria Terra, dada a semelhança no Alpha Cen A / B e nosso amado Sol".
No momento, não há instrumentos capazes de confirmar a existência de exoplanetas em Alpha Centauri. Mas, como Zhao indicou, ela e seus colegas de equipe estão otimistas de que futuras pesquisas terão a sensibilidade necessária para fazê-lo:
“[Este] mês foi o comissionamento de vários instrumentos da próxima geração prometendo a precisão necessária para descobrir esses possíveis planetas em um futuro próximo, e essa análise mostrou que com certeza vale a pena continuar olhando!”
Isso inclui o Echelle SPectrograph para Exoplaneta Rochoso e Observações Espectroscópicas Estáveis (ESPRESSO), construído recentemente no ESO - recentemente instalado no Observatório Paranal - e o Espectrômetro EXtreme PREcision (EXPRES) construído na Universidade de Yale. Este último instrumento está atualmente realizando uma observação no Lowell Observatory, no Arizona, do qual Zhao está participando.
"Esses instrumentos prometem uma precisão de 10 a 30 cm / s e devem ser capazes de detectar muitos planetas menores e mais distantes - como planetas habitáveis ao redor das estrelas Centauri", disse Zhao. “O campo de visão desses dois instrumentos é um pouco diferente (a ESPRESSO possui o hemisfério sul, onde está o Alpha Centauri, enquanto o EXPRES cobre o hemisfério norte, por exemplo, onde estão o Kepler e muitos dos campos K2).”
Com novos instrumentos à sua disposição e métodos como o que Zhao e sua equipe desenvolveram, o sistema estelar mais próximo da Terra certamente se tornará um verdadeiro tesouro para astrônomos e caçadores de exoplanetas nos próximos anos. E tudo o que encontrarmos certamente se tornará alvo de estudos diretos de grupos como o Project Blue e o Breakthrough Starshot. Se o ET residir na porta ao lado, certamente ouviremos sobre isso em breve!
