Quantos planetas no universo?
Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech.
Dadas todas as estrelas, galáxias e o que sabemos sobre as leis que governam a realidade, quantos planetas existem em nosso Universo observável?
Encha seus olhos com admiração, viva como se você fosse cair morto em dez segundos. Ver o mundo. É mais fantástico do que qualquer sonho feito ou pago em fábricas . -Ray Bradbury
Não foi há muito tempo – quando eu era menino – que os únicos planetas que conhecíamos eram os do nosso próprio Sistema Solar. Os planetas rochosos, nossos quatro gigantes gasosos e as luas, asteróides, cometas e objetos do cinturão de Kuiper (que incluíam apenas o então planeta Plutão e sua maior lua, Caronte, na época) eram tudo o que sabíamos.
Crédito da imagem: Exploração do Sistema Solar da NASA, http://solarsystem.nasa.gov/planets/index.cfm.
Mas todo destes eram apenas os mundos ao redor do nosso Sol, que abriga ( de acordo com a definição atual ) oito planetas. Nosso Sol é apenas uma das estimadas duzentos a quatrocentos bilhões de estrelas em nossa Via Láctea, e olhando para o céu noturno, não se pode deixar de imaginar quantas dessas estrelas têm planetas próprios e quais esses mundos são como.
Crédito da imagem: Free Roaming Photography, de Mike Cavaroc.
Algumas décadas atrás, as discussões sobre planetas teriam sido principalmente especulativas, e nos concentraríamos em teorizar com base na única coisa que foi bem conhecido na época: as estrelas da nossa galáxia. Há uma grande variedade deles, em termos de tamanho, massa, raio e cor, em nossa galáxia. Nosso Sol é apenas um exemplo – uma estrela da classe G – dos sete tipos principais diferentes.
Crédito da imagem: usuário da Wikipédia Kieff; anotações por mim.
Podemos pensar no nosso Sol como sendo típico e relativamente fraco, uma vez que um número desproporcional de estrelas visíveis aos nossos olhos no céu noturno são estrelas das classes O, B e A, juntamente com as gigantes vermelhas altamente evoluídas, que não estão representados no diagrama acima. Mas há uma razão pela qual essas são as estrelas que nós Vejo : eles estão intrinsecamente mais brilhante , e assim vemos mais deles! Na verdade, a estrela mais próxima de nós em todo o céu noturno - Proxima Centauri - é invisível em qualquer coisa menor do que telescópios de tamanho médio.
Crédito da imagem: Marco Lorenzi.
Na realidade, o Sol é mais massivo e intrinsecamente mais brilhante de 95% das estrelas da nossa galáxia. As estrelas anãs vermelhas - estrelas da classe M - que variam entre 8% e 40% da massa do nosso Sol, compõem 3 em cada 4 estrelas que estão lá fora.
Além disso, nosso Sol existe isoladamente; não está gravitacionalmente ligado a nenhuma outra estrela. Mas também não é assim que as estrelas existem na galáxia.
Crédito da imagem: Pesquisa infravermelha VISTA, ESO / J. Borissova.
As estrelas podem ser agrupadas em pares (estrelas binárias), três (trinárias) ou grupos/aglomerados contendo de centenas a muitas centenas de milhares de estrelas.
Meu ponto é o seguinte: se você quiser com precisão estimar quantos planetas existem em nossa galáxia, você não pode simplesmente pegar o número de planetas que encontramos ao redor de nossa estrela e multiplicá-lo pelo número de estrelas em nossa galáxia. Essa é uma estimativa ingênua que faríamos na ausência de evidências. Mas apenas por diversão, isso nos daria algo por aí dois a três trilhões de planetas em nossa galáxia. (E isso nem conta as luas planetárias!) Como sabemos pelo nosso próprio Sistema Solar, há uma grande variedade de como as superfícies desses planetas podem ser.
Composição da imagem: crédito Mike Malaska. Para créditos de imagens individuais, consulte o canto inferior esquerdo.
Mas nas últimas duas décadas, estivemos procurando. Na verdade, procuramos alguns métodos diferentes, e os dois mais prolíficos são o método de oscilação estelar, onde você pode inferir a massa e o raio de um planeta (ou conjunto de planetas) em torno de uma estrela observando como oscila gravitacionalmente por longos períodos de tempo:
Crédito da imagem: Observatório Europeu do Sul.
E o método de trânsito, onde a luz vinda de uma estrela distante é parcialmente bloqueada pelo disco de um planeta em seu sistema solar passando na frente dele.
Crédito da imagem: ESA / Observatório Solar e Heliosférico da NASA (SOHO), 2006.
É importante reconhecer, quando fazemos isso, que não vai ver a grande maioria dos planetas que estão lá fora. Levar Missão Kepler da NASA , por exemplo, que tem descobriu centenas a milhares de planetas olhando para um campo de visão contendo cerca de 100.000 estrelas.
Mas isso não significa que existam apenas alguns planetas por cem estrelas. Considere o seguinte: se Kepler estivesse olhando para nosso Sistema Solar, e nosso Sistema Solar estivesse orientado aleatoriamente com relação à nossa perspectiva, essas são as chances de que o alinhamento seja bom o suficiente para observar um trânsito de nossa estrela por um de nossos planetas.
Crédito da imagem: eu.
Agora você pode pensar que essas chances não são tão boas, mas você nem sabe a metade disso. Mercúrio e Marte são muito pequeno , o que significa que eles não bloqueiam o suficiente da luz do Sol, para serem detectáveis com nossa melhor tecnologia de localização de planetas, e os quatro planetas externos, apesar de seus grandes tamanhos, levam demasiado longo orbitar para Kepler observar mais de um trânsito, uma necessidade para apelidar um objeto de candidato a planeta.
Isso significa que, se o Kepler estivesse olhando para 100.000 estrelas idênticas às nossas, teria encontrado 410 estrelas com um total de 700 planetas ao seu redor.
Crédito da ilustração: NASA / Jason Rowe, Kepler Mission.
Mas a partir de hoje , Kepler descobriu mais de 11.000 estrelas com pelo menos um candidato planetário, e mais de 18.000 planetas potenciais ao redor dessas estrelas, com períodos que variam de 12 horas a 525 dias. O que aprendemos com isso é que existem:
- para imenso variedade de sistemas planetários lá fora, a maioria dos quais são muito diferentes do nosso,
- orbitando uma grande variedade de estrelas, incluindo sistemas binários e trinários,
- e estamos vendo apenas aqueles que são grandes o suficiente, orbitando suas estrelas perto o suficiente, que também tem alinhamentos improváveis e fortuitos em relação à nossa linha de visão.
Você pode ter lido, há relativamente pouco tempo, que existem pelo menos 100 a 200 bilhões de planetas em nossa Via Láctea, e isso é verdade. Mas isso não é uma estimativa; esse é um limite inferior. Se, em vez disso, você fizesse uma estimativa, obteria um número que é pelo menos uma (e mais como duas, se estiver disposto a fazer inferências sobre planetas externos) ordens de magnitude maior: mais próximo de dez trilhões de planetas em nossa galáxia, sozinhos!
Crédito da imagem: ESO / M. Kornmesser.
E para aqueles que estão se perguntando, isso não mesmo incluir os chamados planetas desonestos/órfãos , ou planetas que existem nas profundezas do espaço que não estão orbitando uma estrela-mãe. Se incluíssemos esses, o número de planetas em nossa galáxia provavelmente aumentaria em qualquer lugar de um fator de cem para um milhão , o que significa que provavelmente há entre 10^15 e 10^19 corpos planetários, total, dentro de nossa galáxia.
Crédito da imagem: NASA/Ames/JPL-Caltech.
Em outras palavras, com base no que vimos até agora, quase todos é provável que as estrelas tenham planetas e, com base no que vimos nos sistemas solares internos das que têm, uma grande fração delas - particularmente as estrelas da classe M - provavelmente terão planetas mais rochosos em seus sistemas solares internos do que o nosso tem, para não falar do sistema solar externo!
Crédito da imagem: J. Pinfield / rede RoPACS / University of Hertfordshire.
Com o tempo, continuaremos a aprender mais e refinar nossas estimativas, mas, no momento, há pelo menos cerca de tantos planetas quantos são as estrelas em nossa galáxia, e muito provavelmente muitos, muitos mais do que oito vezes esse número.
Nosso Sistema Solar ainda pode vir a ser mediano, levemente acima da média, ou um pouco abaixo da média; ainda não temos certeza. Mas, independentemente do caminho, estamos falando de trilhões de planetas em nossa galáxia sozinho. E lembre-se, nossa galáxia não está sozinha no universo.
Crédito da imagem: NASA, ESA, G. Illingworth, D. Magee e P. Oesch (Universidade da Califórnia, Santa Cruz), R. Bouwens (Universidade de Leiden) e a Equipe HUDF09.
Com pelo menos 200 bilhões de galáxias lá fora (e possivelmente ainda mais ), muito provavelmente estamos falando de um Universo cheio de cerca de 10^25 planetas . Para quem gosta de ver números gigantescos escritos por extenso, em torno de 10.000.000.000.000.000.000.000.000 planetas em nosso universo observável, e isso é só contando planetas que estão orbitando estrelas.
Esse número só vai ficar mais preciso, mas estou cansado de pessoas dando a estimativa baixa quando é eminentemente provável que haja muito mais. Vamos continuar procurando, não apenas planetas, mas água, oxigênio e sinais de vida. Com todas essas chances, teremos sorte se perseverarmos e nos esforçarmos o suficiente!
Uma versão anterior deste post apareceu originalmente no antigo blog Starts With A Bang em Scienceblogs.
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