Se um sistema solar é uma família, então, alguns planetas saem de casa mais cedo, queiram ou não. Depois de deixarem o abraço gravitacional de sua família, eles estão quase destinados a vagar pelo espaço interestelar para sempre, desvinculado de qualquer estrela.

Os astrônomos gostam de chamar esses errantes de "planetas rebeldes, "e eles estão ficando melhores em encontrá-los. Uma equipe de astrônomos encontrou um desses bandidos à deriva que tem aproximadamente a mesma massa de Marte ou da Terra.

Encontrar algo no espaço profundo que não emite luz própria é extremamente desafiador. Mas duas organizações estão fazendo exatamente isso. Eles são a colaboração Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) e a colaboração da Korean Microlensing Telescope Network (KMTN).

Agora, uma equipe de cientistas de ambos os grupos anunciou a descoberta de um planeta rebelde de baixa massa. Não há estrelas perto dele, e sua distância da Terra não foi confirmada. A equipe afirma que isso prova que a técnica de microlente é eficaz para encontrar planetas com a massa da Terra que flutuam livremente no espaço.

O artigo que apresenta essa descoberta é intitulado "Um candidato a planeta invasor de massa terrestre detectado no evento de microlente de menor escala de tempo." Existem 30 autores listados como contribuintes para este trabalho, e o autor principal é Przemek Mróz, um pós-doutorado em astronomia na Caltech. O artigo está disponível no site de pré-impressão arxiv.org.

Os astrônomos pensam que nos primeiros dias de um sistema solar, alguns planetas de baixa massa serão ejetados das garras gravitacionais da estrela. As coisas podem ser caóticas nos primeiros dias, e as interações gravitacionais entre a estrela e todos os planetas às vezes podem enviar pequenos planetas ao espaço para se defenderem sozinhos. "De acordo com as teorias de formação de planetas, como a teoria de acréscimo principal, massas típicas de planetas ejetados devem estar entre 0,3 e 1,0 massas terrestres, "escrevem os autores.

Encontrar esses minúsculos corpos na vasta escuridão do espaço requer uma abordagem inovadora:lentes gravitacionais.

A lente gravitacional requer duas coisas:uma fonte de luz distante, geralmente uma estrela, e um objeto mais próximo com massa suficiente para atuar como uma lente e desviar a luz da fonte de luz. Nesse caso, o planeta de baixa massa atua como a lente. E dependendo de quanto a luz da estrela distante é afetada pelo objeto em primeiro plano, os astrônomos podem aprender um pouco.

Um objeto relativamente pequeno, como um planeta de baixa massa, não dobra muita luz, e não por muito tempo, qualquer. Em seu jornal, os autores dizem, "Espera-se que eventos de microlente devido a planetas errantes de massa terrestre tenham raios de Einstein angulares extremamente pequenos (0,1 µas) e escalas de tempo extremamente curtas (0,1 dia)." De acordo com os autores, esta é a "microlente de curto prazo mais extrema descoberta até hoje."

Nas últimas décadas, o conhecimento dos exoplanetas explodiu. Agora sabemos de milhares deles, e esperamos que quase todas as estrelas hospedem planetas. Todo esse conhecimento levou a teorias e modelos atualizados de formação de planetas e sistemas solares. E esses modelos mostram que deve haver muitos planetas invasores que foram ejetados de seus sistemas.

O trabalho teórico mostra que pode haver bilhões, ou mesmo trilhões, de planetas flutuantes na Via Láctea. Em seu trabalho, os autores listam as maneiras pelas quais esses planetas podem se tornar órfãos:espalhamento planeta-planeta; interações dinâmicas entre planetas gigantes que levam à ruptura orbital de planetas menores, planetas internos; interações entre as estrelas em sistemas binários ou trinários e aglomerados de estrelas; sobrevôos estelares; e a evolução da estrela hospedeira após a sequência principal.

A microlente oferece um método para localizar esses pequenos planetas invasores. Mas é difícil. Não é sua obscuridade que é o problema. É que os eventos de microlente para corpos tão pequenos estão em uma escala de tempo muito curta devido ao seu tamanho. O planeta recém-descoberto, que foi denominado "OGLE-2016-BLG-1928, "foi descoberto em um evento de microlente que durou apenas 41,5 minutos. Isso não é muito tempo para que dados detalhados sejam coletados.

Apenas quatro outros pequenos planetas invasores como este foram encontrados antes, cada um em um evento de micro-lentes de curta escala de tempo. Juntos, esses eventos fornecem "fortes evidências de uma população de planetas desonestos na Via Láctea, "escrevem os autores.

Os pesquisadores enfrentaram uma série de dificuldades não apenas em detectar este evento, mas ao determinar que era, na verdade, um planeta.

"Como no caso de outros eventos de microlente de curta escala de tempo, não podemos descartar a presença de um companheiro estelar distante, "eles escrevem. Eles foram capazes de excluir quaisquer companheiros estelares a uma distância de apenas 8 UAs. Mas muitos planetas orbitam suas estrelas a distâncias muito maiores do que isso.

Este planeta também foi encontrado "... no limite dos limites atuais de detecção de eventos de microlente em escala de tempo curta, "diz o jornal. Os autores dizem que isso aponta a dificuldade de buscas por tais eventos. O evento foi detectado com relativamente poucos pontos de dados, também:apenas 15. (11 eram da OGLE e quatro eram da KMTN.)

O pequeno número de pontos de dados na detecção significa que a "parte decrescente da curva de luz não está totalmente coberta com as observações." Essa escassez de dados significa que há alguma incerteza em torno da natureza do evento de microlente, e alguma incerteza sobre ele realmente ser um planeta. Parte dessa incerteza deriva da própria estrela de fundo.

"A estrela de origem está localizada no ramo gigante vermelho no diagrama cor-magnitude, e alguns gigantes são conhecidos por produzir chamas estelares, "escrevem os autores. Será que eles podem descartar de forma conclusiva as explosões estelares como a causa do evento, em vez de um planeta desonesto? "... as propriedades do evento (sua duração, amplitude, e a forma da curva de luz) não combinam com as estrelas cintilantes ", concluem eles.

Mas mesmo com as incertezas, esta descoberta ainda é importante. "Assim, a lente é uma das melhores candidatas a um planeta invasor de massa terrestre detectado até hoje, "eles escrevem. Mesmo que sua medição de massa para o objeto seja um tanto ambivalente, as outras propriedades do evento são "... consistentes com a lente sendo um objeto de sub-massa da Terra sem companheiro estelar até a distância projetada de cerca de 8 au do planeta."

Planetas renegados têm potencial quase zero para hospedar vida, portanto, eles podem não se tornar um campo de estudo significativo, como a busca por exoplanetas. Mas eles ainda são intrigantes, e como tudo mais, eles contêm pistas de como a natureza funciona.

No futuro, o Nancy Grace Roman Space Telescope ajudará na busca por planetas desonestos. Ele tem muito a oferecer para sua missão, incluindo alguns grandes problemas como a energia escura, e algumas tarefas ansiosamente aguardadas como imagens de exoplanetas e obtenção de espectros de suas atmosferas.

Mas parte de seu trabalho também é encontrar planetas errantes flutuantes tão pequenos quanto Marte. O ultra-poderoso telescópio espacial conduzirá uma grande pesquisa de microlente para encontrar mais desses planetas. Suas descobertas nos ajudarão a entender melhor como nosso próprio sistema solar se compara a outros.

"À medida que nossa visão do universo se expandiu, percebemos que nosso sistema solar pode ser incomum, "disse Samson Johnson, um estudante de pós-graduação na Ohio State University em Columbus, em um comunicado de imprensa. "Roman nos ajudará a aprender mais sobre como nos encaixamos no esquema cósmico das coisas, estudando planetas errantes."