Gigante corpo estranho pode ser a primeira lua “estrangeira” já detectada

A cerca de 8 mil anos-luz de distância, um planeta gigante circunda uma antiga estrela, movendo-se ao redor de seu Sol no período que corresponde a um ano na Terra. Mas talvez esse planeta chamado Kepler 1625b não esteja viajando completamente sozinho.

Os cientistas suspeitam que o planeta possua uma mega lua em sua órbita, um satélite incrivelmente grande, do tamanho de Netuno, que pode ser a primeira lua encontrada fora do sistema solar.

Os primeiros sinais de sua existência apareceram em julho de 2017, quando cientistas anunciaram a descoberta de algumas evidências relacionadas a um astro que acompanhava Kepler 1625b em sua órbita. Mas somente quando o Telescópio Hubble Space focalizou essa distante estrela há um ano é que os cientistas conseguiram reunir dados suficientes para montar um caso sobre a presença da chamada exolua.

Agora, os dois cientistas por trás da descoberta esperam por uma confirmação independente, capaz de fundamentar essa nova informação, que é um tanto extraordinária.

"Tenho certeza que fizemos uma análise completa desse novo astro, mas também acredito que outros cientistas poderão descobrir coisas as quais não consideramos", diz Alex Teachey, da Universidade de Colúmbia, que relatou a possível lua estrangeira na revista Science Advances. "Ainda não sabemos se essas outras ideias serão cruciais ou não à hipótese de existência da lua”.

Por enquanto, Sara Seager, do MIT, diz estar cautelosa.

"Exoluas constituem um dos principais itens ainda não atendidos na lista de desejos daqueles que pesquisam exoplanetas", comenta Seager. "É animador ver que a caça pela primeira exolua continua... ainda mais considerando que esta seria uma lua extraordinariamente grande, cerca do tamanho e da massa de Netuno".

Sombra da lua

Ao longo dos últimos anos, astrônomos estudaram milhares de planetas em um cosmo repleto de estrelas, utilizando diferentes técnicas para encontrá-los e confirmar sua existência.

Contudo, até pouco tempo, ninguém havia encontrado nenhuma evidência de luas que orbitam planetas remotos. Astrônomos têm grandes suspeitas de que tais satélites existam - afinal de contas, o número de luas é bem maior do que o de planetas em nosso sistema solar - mas captar os discretos sinais que indicam a presença de uma lua estrangeira é um desafio técnico extremo.

David Kipping, da Universidade de Colúmbia, caça exoluas há quase uma década, analisando os dados enviados pelo telescópio Kepler da NASA, cuja missão é encontrar novos planetas. Kepler passou quatro anos observando um pedaço de céu estrelado, procurando por breves sombras que sinalizam a passagem de um planeta sobre a face de seu Sol.

Ao examinar o tempo, a profundidade e a duração dessas sombras, os astrônomos conseguem calcular o tamanho do planeta e a distância que ele está de sua estrela. Kipping concluiu que se uma lua fosse grande o suficiente, ele também conseguiria enxergar suas pegadas na luz da estrela, já que uma lua grande provavelmente afeta o tempo de trânsito de um planeta e talvez cause sua própria sombra na luminosidade.

"Os maiores são os mais fáceis de achar", disse Kipping durante uma conferência de imprensa no início dessa semana. "Isso pode não representar um tipo comum de sistema lunar; é simplesmente o mais fácil de ser encontrado".

Se a lua atinge os seus olhos

No ano passado, enquanto analisavam quase 300 exoplanetas Kepler em busca de sinais de atividade lunar, Kipping e Teachey observaram um sinal tentador, que poderia indicar uma lua nos dados do Kepler 1625b: um corpo grande e orbital parecia estar empurrando o planeta. Eles pensaram que o culpado, ao exercer sua gravidade, poderia ser um planeta ainda não detectado, que estava orbitando para longe da estrela. Entretanto, todos os sinais apontavam para uma lua.

Para coletar dados mais precisos sobre o estranho sistema e descartar quaisquer falso-positivos a partir de seus instrumentos, Teachey e Kipping recorreram ao Hubble, o telescópio de maior resolução para observação dos céus. Em outubro de 2017, durante o trânsito seguinte do Kepler 1625b, o Hubble mediu com precisão a luminosidade do sistema por 40 horas e, assim como o telescópio Kepler, detectou padrões que apontavam para uma exolua.

O Kepler 1625b iniciou sua órbita ao redor de sua estrela 77,8 minutos mais cedo. A equipe atribuiu essa mudança a uma cotovelada gravitacional dada por um grande satélite. Então, cerca de 3,5 horas depois de o planeta ter partido, Hubble detectou uma sombra secundária na luminosidade que poderia ser proveniente de um satélite em movimento.

Essas duas observações são totalmente consistentes com uma exolua de tamanho exagerado, diz Greg Laughlin da Universidade de Yale. Porém, ele ainda não está completamente convencido, e espera que o Hubble - ou outro telescópio criado para observar luzes de estrelas distantes - consiga dar uma boa olhada no sistema durante seu próximo trânsito em maio de 2019. Se a passagem do planeta for variável de forma semelhante e estiver acompanhada de um evento de sombra secundária, ele ficará mais convencido.

"Se eles observarem a variação do tempo de trânsito com outro trânsito da própria lua, acredito que teremos evidências bem fortes a favor da lua", diz Laughlin.

Kipping e Teachey já fizeram previsões sobre como esse próximo trânsito deve ocorrer, caso a lua exista. Agora, tudo o que lhes resta é esperar.

"Eu acredito que a detecção possa resultar em confirmações", complementa Laughlin. "É preciso esperar bastante tempo devido à órbita, o que não deixa de ser frustrante, mas também não é algo que vá acontecer apenas em 2075 ou depois".

Tempos difíceis se aproximam

Se ela realmente existir, essa lua de proporções improváveis é quase do tamanho e da massa de Netuno, o gigante planeta gelado, preveem Teachey e Kipping. Ela orbita a cerca de 2,9 milhões de quilômetros de seu planeta, que tem o tamanho de Júpiter, e parece ser aproximadamente duas vezes maior do que a lua da Terra nos arredores do planeta. Ao passo que não esteja totalmente claro como essa lua tão grande foi formada, é possível que ela tenha se originado de uma colisão ou tenha sido capturada pela gravidade do gigante planeta, como foi o caso da lua Triton de Netuno.

De certa forma, esse outro sistema planetário é uma versão aumentada do nosso. O Kepler 1625b e sua lua possuem as mesmas massas relativas que a Terra e a nossa Lua, e a lua estrangeira orbita a uma distância comparável.

Além disso, o Kepler 1625b está a quase a mesma distância de sua estrela que a Terra está do Sol. Contudo, essa estrela é duas vezes mais antiga do que o Sol e está no processo de evolução para se tornar um gigante vermelho. Isso significa que as temperaturas na lua devem atingir cerca de 76 graus Celsius, mas a equipe diz que é possível que as temperaturas fossem mais amenas e que houvesse condições mais propícias à vida quando a estrela era mais jovem.

"Talvez estejamos vendo a lua em um estado inflado comparado a como ela era no passado", diz Kipping, enquanto observa que ele e Teachey não estavam especialmente preocupados em analisar a habitabilidade em um sistema com dois gigantes gasosos.

Quanto ao fato de podermos ou não estar observando um grande planeta gasoso com uma lua habitável em sua órbita, como Pandora no filme Avatar, a resposta é provavelmente não. Mas a descoberta sugere que luas como a da Terra, tão famosas na ficção científica, possam realmente existir.

"Eu mesmo tenho uma certa tendenciosidade em relação a Endor", diz Teachey. "Sou mais fã de Star Wars".