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Cientistas redefinem ‘planeta’ para incluir exoplanetas, e funciona lindamente

Crédito da imagem: Mark Garlick, space-art.co.uk.

E o método nos ensina o quão longe Plutão está do planeta real.

Algum tipo de evento celestial. Não – sem palavras. Sem palavras para descrevê-lo. Poesia! Deviam ter enviado um poeta. Tão bonito. Tão lindo... eu não fazia ideia. – Dra. Ellie Arroway, Contato

Desde que a maioria de nós pode se lembrar, crescendo, havia nove planetas no Sistema Solar: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão. Havia uma vaga noção que tínhamos de que Plutão era único, já que havia quatro mundos rochosos internos, quatro grandes gigantes gasosos além deles (com um cinturão de asteróides no meio) e, finalmente, Plutão, um mundo frio, solitário e gelado. além de todos eles.

Crédito da imagem: NASA / Calvin J. Hamilton (1999).

Esse era o Sistema Solar que todos conhecíamos, pelo menos até a década de 1990, quando os primeiros objetos no Cinturão de Kuiper – um disco teórico cheio de corpos gelados – começaram a ser descobertos. Com o passar das décadas, um grande número de objetos começou a ser descoberto, incluindo Sedna, que era quase tão grande quanto Plutão, e depois Eris, que acabou sendo ainda maior. Em 2006, ficou claro que Plutão não só não era exclusivo , mas era apenas um membro de uma classe de objetos que provavelmente estava repleta de dezenas ou mesmo centenas de objetos semelhantes a Plutão.

Crédito da imagem: usuário Lexicon no Wikimedia Commons.

Em 2006, a União Astronômica Internacional (IAU), o órgão responsável pelas definições astronômicas oficiais, decidiu definir o que significava ser um planeta pela primeira vez. Esta definição foi considerada necessária, já que anteriormente era óbvio: os grandes corpos redondos que orbitam o Sol, sem incluir asteróides ou luas. Mas com as novas descobertas em torno do nosso próprio Sol – incluindo potenciais objetos da nuvem de Oort – algo precisava ser feito. Veja quais foram os três critérios:

1. está em órbita ao redor do Sol (e não qualquer outro corpo como outro planeta),
2. tem massa suficiente para que sua autogravidade supere as forças do corpo rígido de modo que assuma uma forma de equilíbrio hidrostático (redonda, ou oblata/prolato no caso de uma rotação rápida), e
3. limpou a vizinhança em torno de sua órbita (para que não haja outros corpos comparáveis ​​também em/próximo de sua órbita).

Isso foi o suficiente para nos dar oito planetas no Sistema Solar, que era um bom sistema de classificação, pois os quatro mundos internos e os quatro gigantes gasosos possuíam claramente propriedades que os outros corpos não possuíam.

Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons WP.

Mas faltou algo vital: também a partir da década de 1990, começamos a descobrir planetas em torno de estrelas além do nosso : planetas extra-solares, ou exoplanetas. Eles estão em órbita em torno de outros sóis e, portanto, são planetas por direito próprio. Mas pela primeira definição que a IAU estabeleceu, eles são portanto não planetas . Mesmo que sejamos generosos e simplesmente mudemos o Sol para uma estrela nesse primeiro critério, existem grandes dificuldades com os outros critérios.

Crédito da imagem: ISSO.

Considere o quão difícil é a detecção de exoplanetas: até agora, nossos principais métodos de detecção são o método de oscilação estelar (onde a gravidade de um planeta perturba o movimento de uma estrela) e o método de trânsito (onde um planeta passa na frente da estrela, bloqueando uma pequena fração de sua luz), mas estamos muito longe de imaginar diretamente a grande maioria dos planetas, muito menos imaginá-los com resolução suficiente para determinar sua forma!

Crédito da imagem: Matt / The Zooniverse, via http://blog.planethunters.org/2010/12/20/transiting-planets/ .

Além disso, temos muito pouca esperança de identificar quão clara é uma órbita planetária. A menos que haja uma quantidade substancial de poeira ou um disco de detritos ao redor de uma estrela, a presença de um cinturão de corpos planetários seria muito elusiva até mesmo para nossos melhores métodos de detecção.

Crédito da ilustração: NASA/JPL-Caltech.

Mas nem toda esperança está perdida! O professor da UCLA Jean-Luc Margot, hoje cedo, propôs uma novo teste planetário que pode ser realizado em qualquer planeta ao redor de qualquer estrela com apenas três parâmetros fáceis de medir:

1. a massa do planeta,
2. sua distância/período orbital em torno de sua estrela-mãe, e
3. o tempo de vida do sistema planetário em questão.

Usando essas três informações, pode-se determinar com mais de 99% de precisão se um corpo atende aos três critérios da IAU.

Crédito da imagem: Margot (2015), via http://arxiv.org/abs/1507.06300 .

Para o nosso Sistema Solar, a delineação entre um planeta e um não-planeta é muito clara, com Marte o mais próximo de ser um não-planeta (ainda sendo um por uma ampla margem), enquanto Ceres, Plutão e Eris exigiriam nosso Sistema para ser muitos milhares de vezes sua idade atual, a fim de limpar suas órbitas. Um dos fatos mais divertidos disso: se tivéssemos só a Lua, mas não a Terra orbitando o Sol, seria (quase) um planeta por si só!

Quando aplicamos este teste aos dados do Kepler e aos dados de exoplanetas para candidatos a planetários não-Kepler, descobrimos que (até agora) todos passam nesse teste.

Crédito da imagem: Margot (2015), via http://arxiv.org/abs/1507.06300 .

Isso não é surpresa! Nossas técnicas de detecção atuais são direcionadas para os planetas maiores e mais massivos que estão mais próximos de suas estrelas-mãe: o mais fácil caso para satisfazer esses três critérios IAU. Este é um tremendo avanço e deve permitir que as definições planetárias sejam aplicadas a praticamente qualquer sistema descoberto no futuro próximo. Como Margot diz com razão,

Não se deve precisar de um dispositivo de teletransporte para decidir se um objeto recém-descoberto é um planeta.

Graças a este teste, não só não precisaremos de um, como provavelmente também não precisaremos do IAU.

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