Não, provavelmente não detectamos nosso primeiro planeta em outra galáxia

Nomeado M51-ULS-1b, é certamente um evento astronômico curioso. Mas a evidência é muito fraca para concluir 'planeta'.



Um binário de raios-X é formado quando uma estrela de nêutrons ou buraco negro é orbitado por uma estrela massiva muito maior, menos densa. O material se acumula no denso remanescente estelar, aquece e ioniza e emite raios-X. Uma recente queda no fluxo de raios-X de uma região da galáxia M51 é sugestiva de um exoplaneta em trânsito, mas a evidência não é suficiente para tirar uma conclusão tão dramática. (Crédito: NASA/CXC/M. Weiss)



Principais conclusões
  • Enquanto observava a galáxia Whirlpool, M51, o Chandra da NASA viu um eclipse completo de uma fonte brilhante de raios-X na galáxia.
  • É possível que a causa deste eclipse tenha sido um planeta em trânsito, mas nenhuma evidência corroborante ou dados de acompanhamento validaram essa afirmação.
  • Muitas outras possibilidades também estão presentes, e até que tenhamos dados mais convincentes, concluir que 'este é um planeta' é muito prematuro.

Nos últimos 30 anos, uma das maiores revoluções na astronomia foi a descoberta de um enorme número de planetas além do nosso próprio sistema solar. Presumimos, com base no que observamos em nosso próprio quintal, que planetas eram comuns em torno de estrelas além da nossa, mas não sabíamos nada sobre eles. Todos os sistemas solares eram como o nosso, com planetas rochosos internos e planetas externos gigantes? Estrelas de massas diferentes abrigavam diferentes tipos de planetas? Existiam planetas com massas menores que Mercúrio, maiores que Júpiter, ou entre os planetas rochosos e gasosos que temos aqui em casa?



Desde aquela época, nossa compreensão do que está por aí se transformou de especulativa e teórica em uma com enormes quantidades de evidências observacionais apontando para respostas. Dos quase 5.000 planetas que foram detectados e confirmados, no entanto, quase todos eles estão relativamente próximos: apenas algumas centenas ou milhares de anos-luz de distância. Embora seja sempre o caso que os planetas mais fáceis de encontrar são os que encontramos mais abundantemente no início, também vimos algumas raridades. Em um novo estudo anunciado em outubro de 2021 , uma afirmação notável foi feita: a detecção do primeiro planeta em uma galáxia diferente da nossa: M51-ULS-1b. É uma possibilidade tentadora, mas longe de ser convincente. Eis por que todos deveriam ser céticos.

M51-ULS-1b

Um planeta em trânsito, ou seja, um planeta que se move na frente da radiação emitida pelo motor no centro de seu sistema solar, pode bloquear até 100% do fluxo em todos os comprimentos de onda da luz, se o alinhamento estiver correto. No entanto, é preciso uma grande quantidade de evidências para afirmar de forma robusta que encontramos um planeta em trânsito, e as evidências que temos até o momento são insuficientes para tirar essa conclusão sobre essa fonte de raios-X na galáxia Redemoinho. ( Crédito : NASA/CXC/A.Jubett)



Quando se trata de detectar planetas, temos várias abordagens possíveis que podemos adotar.



  1. Podemos tentar visualizá-los diretamente, o que fornece o meio mais inequívoco de encontrar um planeta. No entanto, seu baixo brilho em comparação com suas estrelas-mãe, combinado com sua separação angular muito pequena delas, torna isso um desafio para todos, exceto para alguns sistemas selecionados.
  2. Podemos medir os puxões gravitacionais que eles exercem sobre suas estrelas-mãe, inferindo sua presença pela oscilação da estrela observada. Para extrair um sinal robusto, no entanto, precisamos de longos tempos de observação em relação ao período orbital do planeta candidato, bem como massas planetárias significativas.
  3. Podemos medir eventos de microlentes gravitacionais, que ocorrem quando uma massa intermediária passa entre uma fonte de luz e nossos olhos, causando uma breve ampliação gravitacional da luz. O alinhamento deve ser perfeito para isso, e geralmente requer grandes distâncias para que esse método seja eficaz.
  4. Por outro lado, podemos medir eventos de trânsito planetário, que ocorrem quando um planeta passa na frente de sua estrela-mãe, bloqueando uma fração de sua luz periodicamente. Requer vários trânsitos periódicos para registrar uma detecção e é melhor para encontrar planetas grandes e em órbita próxima.
  5. Podemos descobrir variações de tempo na órbita de um sistema, particularmente útil para encontrar planetas adicionais em torno de sistemas onde pelo menos um é conhecido, ou para encontrar sistemas planetários orbitando pulsares, onde a precisão do tempo de pulso pode ser conhecida extraordinariamente bem.

Quando os planetas passam na frente de sua estrela-mãe, eles bloqueiam uma parte da luz da estrela: um evento de trânsito. Ao medir a magnitude e a periodicidade dos trânsitos, podemos inferir os parâmetros orbitais e os tamanhos físicos dos exoplanetas. No entanto, a partir de apenas um único trânsito candidato, é difícil tirar tais conclusões com confiança. ( Crédito : NASA/GSFC/SVS/Katrina Jackson)

No passado recente, todos esses métodos foram frutíferos, mas de longe o método de trânsito produziu o maior número de planetas candidatos. Em geral, os planetas são mais facilmente vistos quando transitam na frente de sua estrela-mãe, mas isso é restritivo: exige que o planeta esteja alinhado com nossa linha de visão para a estrela-mãe. Se for esse o caso, os trânsitos podem revelar o raio e o período orbital do planeta, enquanto um acompanhamento bem-sucedido com o método de oscilação estelar também revelará a massa do planeta.



Ainda assim, os outros métodos também demonstraram seu potencial de descoberta de planetas. Os primeiros planetas em torno de um sistema diferente do nosso Sol foram detectados por variações de tempo de pulsar no sistema PSR B1257+12 , que revelou um total de três planetas, incluindo suas massas e inclinações orbitais. Microlentes gravitacionais, examinando fontes luminosas distantes como quasares, revelaram planetas extragalácticos ao longo da linha de visão, incluindo planetas que não têm estrelas-mãe próprias . E imagens diretas revelaram planetas jovens e massivos a grandes distâncias orbitais de suas estrelas-mãe, inclusive em sistemas solares que ainda estão em processo de formação.

Uma imagem composta de rádio/visível do disco protoplanetário e jato em torno de HD 163296. O disco e as características protoplanetárias são revelados pelo ALMA no rádio, enquanto as características ópticas azuis são reveladas pelo instrumento MUSE a bordo do Very Large Telescope do ESO. As lacunas entre os anéis são provavelmente locais de planetas recém-formados. ( Créditos : Visível: VLT/MUSE (ESO); Rádio: SOUL (ESO/NAOJ/NRAO))



Em todos esses casos, no entanto, uma quantidade esmagadora de evidências é necessária antes que possamos declarar que um objeto que se parece com ele, possivelmente, talvez, poderia ser um planeta é na verdade um planeta completo. A missão Kepler da NASA, nossa missão de busca de planetas mais bem-sucedida de todos os tempos, teve cerca de duas vezes mais candidatos a planetas em comparação com o que acabou sendo sua contagem final de planetas confirmados. Antes do Kepler, a esmagadora maioria dos candidatos foi rejeitada, com a maioria sendo estrelas binárias ou falhando em reproduzir um trânsito esperado ou oscilação estelar. Na caça aos planetas, a confirmação é uma chave que não pode ser ignorada.



É por isso que foi tão intrigante ver afirmações modestamente fortes lançadas quando se tratava do último planeta candidato: M51-ULS-1b. Cientistas usando o telescópio de raios-X Chandra estavam observando a galáxia vizinha Messier 51 (M51), também conhecida como a galáxia Whirlpool, que é famosa por

  • sua grande estrutura espiral
  • sua orientação frontal
  • sua interação gravitacional com uma galáxia vizinha
  • copiosos sinais de formação de novas estrelas, particularmente ao longo de seus braços espirais

Embora os fótons de raios-X sejam geralmente raros, o Chandra tem uma excelente resolução angular, o que significa que as fontes luminosas de raios-X que estão por perto podem ser sondas abundantes das fontes astrofísicas dentro delas.



M51-ULS-1b

Esta imagem composta da galáxia Whirlpool combina a luz de raios-X com a luz óptica e infravermelha vista do Hubble. As regiões roxas são regiões onde tanto os raios-X quanto as novas estrelas quentes estão presentes. ( Créditos : Raio X: NASA/CXC/SAO/R. DiStefano, et ai.; Óptico: NASA/ESA/STScI/Grendler)

Ao contrário das estrelas da nossa própria galáxia, cujas distâncias são normalmente medidas algumas centenas ou milhares de anos-luz de nós, as estrelas da galáxia M51 estão a cerca de 28 milhões de anos-luz de distância. Embora possa parecer que a galáxia está emitindo raios-X em todo o lugar, os dados do Chandra revelam uma série de fontes pontuais, muitas das quais correspondem a binários de raios-X.



Um binário de raios-X é um sistema onde um remanescente estelar colapsado – como uma estrela de nêutrons ou um buraco negro – é orbitado por uma grande e massiva estrela companheira. Como o remanescente estelar é muito mais denso do que uma estrela difusa típica, ele pode acumular massa lenta e gradualmente desviando de sua companheira próxima. À medida que a massa é transferida, ela aquece, ioniza e forma um disco de acreção (assim como fluxos de acreção) que são acelerados. Essas partículas carregadas em aceleração emitem luz energética, geralmente na forma de raios-X. Esses binários de raios-X são responsáveis ​​pela maioria das emissões de fontes pontuais vistas na galáxia M51 e são onde começa a história de M51-ULS-1b.

M51-ULS-1b

A visão de raios-X das fontes dentro da galáxia Whirlpool (L), com a região de interesse, onde a fonte de raios-X M51-ULS-1 está localizada, mostrada na caixa. À direita, a região dentro da caixa é mostrada com imagens do Hubble, indicando um jovem aglomerado de estrelas. Um binário de raios-X é provavelmente a fonte dessas emissões, mas o que fez com que de repente ficasse quieto? ( Crédito : R. Di Stefano et al., MNRAS, 2021)

Em uma região particular desta galáxia, no entanto, uma ocorrência muito estranha foi observada. Os raios-X vindos de uma fonte contínua - uma fonte que era um emissor brilhante de raios-X - de repente, por cerca de três horas, ficaram completamente silenciosos. Quando você tem uma curva de luz que se parece com isso, onde é constante por um período de tempo e então há uma grande queda de fluxo, seguida por um re-iluminação de volta ao valor original, isso é completamente consistente com o sinal que você ver de um trânsito planetário. Ao contrário das estrelas padrão, que são muito maiores do que os planetas que as transitam, as emissões de uma fonte de raios X são tão colimadas que um planeta em trânsito pode bloquear até 100% da luz emitida.

Esta região da galáxia também foi fotografada pelo Hubble, onde é fácil ver que as emissões de raios-X se correlacionam com um jovem aglomerado de estrelas. Se a estrela no sistema binário for uma estrela brilhante de classe B e estiver orbitando uma estrela de nêutrons massiva ou um buraco negro, isso poderia explicar a própria fonte de raios X: M51-ULS-1. Deve estar acumulando matéria muito rapidamente e emitindo raios X continuamente. Tal como está, este objeto é entre 100.000 e 1.000.000 vezes mais luminoso em raios-X do que o Sol em todos os comprimentos de onda combinados, e a principal explicação para o motivo de ter ficado repentina e temporariamente em silêncio é porque um planeta massivo, talvez do tamanho de Saturno , transitou lentamente em nossa linha de visão, bloqueando os raios X quando o fez.

M51-ULS-1b

A grande queda de fluxo observada nesta região particular de M51 pode ser causada por muitos fatores, mas uma possibilidade tentadora é a de um exoplaneta em trânsito na própria galáxia M51: 28 milhões de anos-luz de distância. ( Crédito : R. Di Stefano et al., MNRAS, 2021)

Faz sentido que um planeta faça isso, e um planeta ao redor do sistema M51-ULS-1 receberia o nome padrão M51-ULS-1b. Mas há alguns problemas com essa interpretação, ou pelo menos, algumas lacunas para chegar a essa conclusão que não serão preenchidas tão cedo.

Para começar, quando detectamos um planeta através do método de trânsito, um único trânsito nunca é suficiente. Precisamos de pelo menos um segundo (e geralmente um terceiro) trânsito para ocorrer, caso contrário não podemos ter certeza de que esse sinal se repetirá periodicamente. Como o planeta hipotético que poderia ter causado esse trânsito precisaria ser grande e lento, não esperaríamos que esse trânsito, mesmo que o alinhamento permanecesse perfeito, se repetisse por muitas décadas: cerca de 70 anos, segundo os autores . Sem um segundo trânsito, temos que suspeitar que este sinal seja representativo de um planeta.

Você pode apontar para a queda de fluxo original e notar que ela produz um sinal limpo e simétrico; evidências circunstanciais de que talvez este seja um planeta, afinal. Mas se você olhar um pouco antes ou depois do sinal, encontrará outro fato suspeito: o fluxo não é constante, mas varia drasticamente, com outros intervalos de sub-hora em que fluxo insignificante é detectável durante esses vezes também.

M51-ULS-1b

Embora o intervalo de tempo imediatamente antes e depois da grande queda de fluxo mostre um número relativamente constante de contagens de raios-X, vale a pena notar que há uma tremenda variabilidade de um momento para o outro. Só porque um sinal corresponde ao esperado por um trânsito não significa necessariamente que um trânsito seja a causa. ( Crédito : R. Di Stefano et al., MNRAS, 2021)

Embora isso possa parecer estranho para você, está perfeitamente dentro do normal quando se trata de fontes emissoras de raios-X em torno de estrelas de nêutrons e buracos negros. A matéria, à medida que é desviada de um companheiro para um disco de acreção, também forma regiões ricas em matéria conhecidas como fluxos de acreção: onde não há um fluxo constante e uniforme de matéria sendo acelerado, mas sim uma mistura de alta densidade, baixa densidade -densidade e até mesmo componentes de densidade zero. Olhando apenas algumas horas antes, podemos ver claramente que não ter fluxo não é uma ocorrência atípica para uma fonte como essa.

Outra coisa que os autores acham atraente é que as proporções de fótons de raios-X de alta energia e baixa energia permanecem constantes: antes, durante e após a queda de fluxo. O fato de a proporção não mudar aponta contra dois cenários alternativos, uma ocultação pela estrela companheira e a passagem de uma nuvem de gás intermediária. No entanto, duas outras possibilidades não podem ser tão facilmente descartadas.

  1. Que este é um objeto transitando em nossa linha de visão para a estrela, mas que não é um planeta (como uma anã marrom ou mesmo uma estrela anã vermelha) ou que é um objeto intermediário, separado do sistema que produz os raios X.
  2. Que esse mergulho de fluxo ocorreu como um objeto próximo, como dentro do nosso sistema solar, passou lentamente entre o Chandra e a fonte de raios-X. Com a velocidade relativa, distância e tamanho corretos, tal ocultação poderia bloquear esta fonte e nenhuma outra.

É fácil imaginar que pode haver muitas causas possíveis para o escurecimento temporário ou até mesmo zerar o fluxo de um objeto emissor de raios X, como um objeto intermediário, uma nuvem de poeira ou variabilidade intrínseca. Sem evidências observacionais decisivas, no entanto, vários sinais podem imitar uns aos outros, levando a uma tremenda ambiguidade. ( Crédito : Ron Miller)

Mas talvez a maior razão para suspeitar da interpretação do planeta em trânsito desses dados seja a seguinte: os autores encontraram esse sinal porque estavam procurando explicitamente um sinal que correspondesse às suas expectativas para um planeta em trânsito. Os binários de raios-X, em particular, são tão completamente variáveis ​​que se um deles tivesse uma variação natural que se comportasse de forma semelhante ao comportamento esperado de um trânsito, não teríamos como discriminar entre essas duas origens possíveis.

Os autores observam que esse tipo de fator de confusão é difícil de desembaraçar, afirmando o seguinte:

Os XRBs são tão variáveis ​​e os mergulhos devido à absorção são tão onipresentes que as assinaturas de trânsito não são prontamente reconhecidas.

Na verdade, essa mesma fonte, ela mesma, foi identificado erroneamente apenas cinco anos atrás por dois dos autores que contribuíram para o presente papel . Observações de outro observatório de raios-X, o XMM-Newton, mostram um evento semelhante onde, embora o fluxo de raios-X caia, ele não cai para zero, o que deve levantar pelo menos uma bandeira amarela. Sem a capacidade de diferenciar entre um trânsito e uma variabilidade intrínseca, e sem mais informações de um segundo trânsito ou qualquer outro método de acompanhamento, só podemos considerar a interpretação do planeta em trânsito de M51-ULS-1b como uma possibilidade, não como uma convincente conclusão a tirar.

M51-ULS-1b

Além do observatório de raios-X Chandra da NASA, o observatório XMM-Newton obteve dados sobre este objeto durante (direita) e não durante (esquerda) o evento dimmin observado. Embora o fluxo tenha diminuído drasticamente, ele não zerou da maneira que poderíamos esperar com base na interpretação do planeta em trânsito. ( Crédito : R. Di Stefano et al., MNRAS, 2021)

Não há razão para acreditar que as estrelas em galáxias além da Via Láctea não sejam precisamente tão ricas em planetas quanto as estrelas dentro de nossa galáxia, onde para cada estrela, estimamos que existem vários planetas. No entanto, sempre que você espera que algo esteja lá, ao procurá-lo, corre o risco de identificar erroneamente qualquer coisa que esteja perto de ser consistente com sua expectativa como o próprio sinal que você está procurando. Em três galáxias consideradas - o Whirlpool (M51), o Pinwheel (M101) e o Sombrero (M104) - a equipe identificou 238 fontes de raios-X, e este sistema foi o único candidato a trânsito que surgiu.

Certamente, M51-ULS-1 é uma fonte de raios-X intrigante, e vale a pena considerar que pode haver um candidato planetário orbitando este sistema: M51-ULS-1b pode, de fato, existir. No entanto, temos todos os motivos para permanecer não convencidos por essa afirmação, no momento. Há um velho ditado que afirma que quando tudo que você tem é um martelo, todo problema parece um prego. Sem uma maneira de acompanhar e demonstrar a existência de tal objeto, como um trânsito repetido, a oscilação da estrela ou uma mudança no tempo do objeto compacto central, isso terá que permanecer no limbo como um objeto não confirmado. candidato planetário. Afinal, ainda pode ser um planeta, mas a simples variabilidade intrínseca é difícil de descartar como uma explicação rival, talvez até preferida, para esse evento.

Neste artigo Espaço e Astrofísica

Compartilhar:

Seu Horóscopo Para Amanhã

Idéias Frescas

Categoria

Outro

13-8

Cultura E Religião

Alquimista Cidade

Livros Gov-Civ-Guarda.pt

Gov-Civ-Guarda.pt Ao Vivo

Patrocinado Pela Fundação Charles Koch

Coronavírus

Ciência Surpreendente

Futuro Da Aprendizagem

Engrenagem

Mapas Estranhos

Patrocinadas

Patrocinado Pelo Institute For Humane Studies

Patrocinado Pela Intel The Nantucket Project

Patrocinado Pela Fundação John Templeton

Patrocinado Pela Kenzie Academy

Tecnologia E Inovação

Política E Atualidades

Mente E Cérebro

Notícias / Social

Patrocinado Pela Northwell Health

Parcerias

Sexo E Relacionamentos

Crescimento Pessoal

Podcasts Do Think Again

Vídeos

Patrocinado Por Sim. Cada Criança.

Geografia E Viagens

Filosofia E Religião

Entretenimento E Cultura Pop

Política, Lei E Governo

Ciência

Estilos De Vida E Questões Sociais

Tecnologia

Saúde E Medicina

Literatura

Artes Visuais

Lista

Desmistificado

História Do Mundo

Esportes E Recreação

Holofote

Companheiro

#wtfact

Pensadores Convidados

Saúde

O Presente

O Passado

Ciência Dura

O Futuro

Começa Com Um Estrondo

Alta Cultura

Neuropsicologia

Grande Pensamento+

Vida

Pensamento

Liderança

Habilidades Inteligentes

Arquivo Pessimistas

Começa com um estrondo

Grande Pensamento+

Neuropsicologia

Ciência dura

O futuro

Mapas estranhos

Habilidades Inteligentes

O passado

Pensamento

O poço

Saúde

Vida

Outro

Alta cultura

A Curva de Aprendizagem

Arquivo Pessimistas

O presente

Patrocinadas

A curva de aprendizado

Liderança

ciência difícil

De outros

Pensando

Arquivo dos Pessimistas

Negócios

Artes E Cultura

Recomendado