• Começa Com Um Estrondo

Afinal, os astrônomos encontraram megaestruturas alienígenas? (Não, provavelmente não)

Crédito da imagem: arte de domínio público por CapnHack, via http://energyphysics.wikispaces.com/Proto-Dyson+Sphere .

E aqui está o motivo, apesar de tudo o que você pode ter ouvido.

Você não deve envergonhar a si mesmo e seus colegas alegando falsos planetas. – Bill Cochran

No final do ano passado, uma das estrelas que a missão Kepler da NASA estava observando fez manchetes por ter um sinal muito incomum em torno dele. Em vez de um sinal padrão semelhante a um planeta, ele viu algo que não conseguimos explicar: enormes quantidades de luz bloqueada em quantidades variadas. Imediatamente, a especulação correu solta, inclusive do professor de astronomia da Penn State, Jason Wright, que observou que os cinco grandes mergulhos separados na luz, que fez não ocorrem em intervalos regulares, pode ser algo muito melhor do que planetas, cometas, poeira ou até mesmo um sistema de anéis ultramassivo.

Concepção artística do sistema de anéis extra-solares que circunda o jovem planeta gigante ou anã marrom J1407b. Crédito da imagem: Ron Miller.

Pode ser evidência de alienígenas construindo estruturas gigantescas em torno de sua própria estrela para aproveitar sua energia, e podemos estar vendo evidências de um trabalho em andamento.

Isso pode estar certo? Vamos dar uma olhada profunda nas evidências e ver. Quando olhamos para as estrelas em nossa Via Láctea, existem algumas assinaturas reveladoras de planetas ao redor de outras estrelas. Em particular, existem dois caminhos principais que podemos usar para identificá-los:

1. Use o método de trânsito, onde medimos a quantidade de luz de uma estrela durante um longo período, observando quaisquer quedas periódicas que aparecem devido à passagem de outro mundo entre a linha de visão que nossos telescópios fazem com essa estrela.
2. Use o método de oscilação estelar, onde medimos o movimento periódico da estrela-mãe em direção e para longe de nossos olhos, onde os deslocamentos relativos para vermelho e azul durante um determinado período nos informam as massas e os raios orbitais de quaisquer mundos ao redor. Estrela.

Crédito da imagem: ESO, sob a Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.

Mas de vez em quando, um desses métodos nos mostra algo engraçado sobre uma estrela. Em particular, o método de trânsito normalmente mostra uma queda periódica no brilho de uma estrela muito regularmente – tão regular quanto a órbita da Terra ao redor do Sol – e de uma magnitude que não é mais do que cerca de 1% do brilho da estrela-mãe. Isso faz sentido quando você considera que mesmo Júpiter, o maior planeta do nosso Sistema Solar, tem apenas cerca de 10% do diâmetro físico do Sol, o que significa que o tamanho de seu disco, visto de longe, bloqueia apenas cerca de 1% do diâmetro físico do Sol. O disco do Sol e, portanto, sua luz.

Crédito da imagem: Matt da equipe Zooniverse/Planet Hunters em http://blog.planethunters.org/2010/12/20/transiting-planets/ .

Este é o caso de quase todos os planetas descobertos pela espaçonave Kepler da NASA. Ao observar cerca de 150.000 estrelas durante um período de alguns anos, descobriu milhares de planetas candidatos exatamente por esse método. Os primeiros (e mais fáceis) a serem descobertos foram os mais massivos que orbitavam perto das estrelas-mãe de menor massa, pois:

1. eram mais propensos a passar na frente da linha de visão da estrela em relação a nós,
2. os planetas mais massivos bloquearam mais luz do que os menos massivos,
3. as estrelas menos massivas tiveram uma porcentagem maior de sua luz bloqueada por um planeta de tamanho comparável,
4. e quanto mais próximo as órbitas de um planeta, mais trânsitos poderíamos acumular nos dados para tentar extrair o sinal.

O resultado é um conjunto de candidatos planetários que foram inicialmente inclinados a favorecer esses tipos de mundos. Mas com o passar do tempo, fomos capazes de capturar muitos mundos exteriores e menores, incluindo alguns que eram do tamanho da Terra (ou até menores!) e em ambientes potencialmente habitáveis ​​em torno de suas estrelas.

Crédito da imagem: NASA Ames/W. Stenzel, dos candidatos planetários Kepler em julho de 2015.

Estes representam as estrelas normais com candidatos planetários ao seu redor. Mas existem algumas curiosidades nos dados, onde as aparentes quedas no brilho são uma (ou mais das seguintes):

• muito grande, com mergulhos não apenas maiores que 1-2%, mas potencialmente ainda maiores que 10%,
• irregular, ou sem o sinal periódico que estamos acostumados a ver dos planetas,
• com um perfil estranho, onde não aumenta para bloquear a quantidade máxima de luz, fica lá e depois volta ao normal de forma suave e rápida,
• e período muito longo para a queda observada no brilho, onde a explicação de um único planeta próximo é descartada.

Em particular, uma estrela anômala – KIC 8462852 — é de particular interesse nos dias de hoje.

Crédito da imagem: Tabby Boyajian e sua equipe de PlanetHunters, via http://sites.psu.edu/astrowright/2015/10/15/kic-8462852wheres-the-flux/ .

Ele exibe todo dessas características e não parece ceder a nenhuma das explicações observacionais padrão que resolveram mistérios como esse no passado. Por exemplo:

• um único objeto de tamanho grande transitando pela face da estrela do espaço interestelar poderia bloquear a luz temporariamente em uma magnitude arbitrária, mas não se repetiria.
• Um disco protoplanetário teria grandes conjuntos de aglomerados de bloqueio de luz, mas apareceria em intervalos periódicos e apareceria em conjuntos de dados infravermelhos.
• Um companheiro binário pode causar grandes quedas de duas magnitudes diferentes – um para quando o primário passa na frente do secundário e outro quando o secundário passa na frente do primário – mas novamente isso ocorreria com um período muito regular.
• Ou um pedaço de detritos planetários ou cometários pode fazer com que uma grande nuvem de material transite pela face da estrela, escurecendo-a severamente.

Descobrimos algumas coisas interessantes sobre o sistema estelar com observações de acompanhamento, mas o mistério só aumenta.

Crédito da imagem: telescópios Keck, via T. S. Boyajian et al. (2015), de http://arxiv.org/pdf/1509.03622.pdf .

Lá é um companheiro binário para esta estrela, mas foi detectado com uma separação de 2 segundos de arco. Na distância estimada para esta estrela de ~ 1.500 anos-luz, isso significa que as duas estrelas orbitam uma à outra a uma distância não inferior a cerca de 900 vezes a distância Terra-Sol. Se eles se eclipsam, eles o fazem com um período de muitos milhares de anos. É possível que existam binários mais próximos de qualquer uma (ou cada) dessas estrelas que causem uma queda ainda maior, mas essas duas estrelas não poderiam causar o sinal.

Também fotografamos este sistema estelar no infravermelho e no ultravioleta, e isso é suficiente para descartar o cenário do disco protoplanetário.

Crédito da imagem: Infravermelho: IPAC/NASA (2MASS), à esquerda; Ultravioleta: STScI (GALEX), à direita.

Observações infravermelhas mostram uma completa falta de qualquer estrutura de disco protoplanetário. Isso não significa necessariamente que não haja detritos muito próximos do sistema estelar, como um grande e espesso equivalente ao nosso cinturão de asteroides, mas não há um disco protoplanetário tradicional que se estenda por uma grande distância. Isso é esperado; a estrela exibe propriedades (de sua luz) que nos dizem que tem pelo menos centenas de milhões de anos e é muito improvável que ainda tenha um disco associado à formação de estrelas e planetas ao seu redor.

A falta de um disco externo combinado com uma estrela antiga desfavorece a presença de um disco interno. Por exemplo, a estrela E Corvi — que exibe propriedades ópticas semelhantes — faz têm excesso de radiação infravermelha, pois um disco externo é pensado para reabastecer um disco interno que seria engolido em escalas de tempo mais curtas. Em outras palavras, Eta Corvi está constantemente sendo bombardeada por cometas, o que causa suas propriedades bizarras.

Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech, de uma ilustração de uma tempestade de cometas em torno de uma estrela próxima à nossa, chamada Eta Corvi.

Mas este não deve ser o caso do KIC 8462852. Isso significa é hora de voltar à explicação original e sensacional: Megaestruturas alienígenas ?

Se você fizer isso, é um Terrível maneira de fazer ciência! Sim, o que se pensava anteriormente ser a melhor explicação anterior - a explicação do enxame de cometas - agora é desfavorecido graças aos dados de acompanhamento . Mas muitos acompanhamentos foram feitos, incluindo:

• uma busca do SETI por sinais de rádio, não rendendo nada digno de nota.
• o infravermelho procura por excesso de emissão, não produzindo nada digno de nota.
• um estudo de arquivo de chapas fotográficas dos séculos XIX e XX, mostrando que o brilho da estrela desapareceu cerca de 20% no último século.

Esse último é interessante!

Crédito da imagem: Bradley E. Schaefer, via http://arxiv.org/abs/1601.03256 .

Já havia outros convencional possibilidades além de alienígenas, incluindo poeira interestelar, planetas com anéis, um sistema binário (ou trinário, ou mais) eclipsante, etc. material de forma desigual ou ter um de seus planetas experimentando um evento de desintegração. (Mas se você apostou nos alienígenas, pode ser que a megaestrutura esteja ficando cada vez mais completa e bloqueando progressivamente maiores quantidades de luz ao longo desse tempo.)

Vimos luas em nosso Sistema Solar que têm crateras gigantes quase do tamanho da lua inteira; é concebível que um impacto ainda maior em um planeta maior (Terra, super-Terra ou mesmo do tamanho de Netuno) possa tê-lo destruído completamente, causando um anel de detritos (ou uma série de anéis) no Sistema Solar interno que transita periodicamente pela estrela.

Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech, do agora desfavorecido cenário do cometa quebrado. Mas um cenário de planeta destruído é uma possibilidade real.

Muitas vezes descobrimos que – quando se trata de sinais astronômicos inesperados – nossa imaginação foge de nós, levando-nos imediatamente a conclusões precipitadas sobre nossas maiores esperanças e/ou medos, como a existência de alienígenas sencientes acessíveis a nós. Mas o universo real, todas as vezes até agora, mostrou-se mais diversificado, complexo e rico em fenômenos do que havíamos percebido anteriormente, incluindo a existência de quasares, pulsares, exoplanetas e muito mais. Ainda não descartamos a possibilidade de megaestruturas alienígenas, mas o que provavelmente estamos vendo é um novo tipo de fenômeno natural cuja origem ainda é desconhecida. Observações de acompanhamento, particularmente aquelas programadas para 2017, quando outro grande evento de trânsito está programado para ocorrer, devem nos ensinar muito mais.

Até lá, mantenha a mente aberta, mas não deixe sua imaginação correr com você!

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