Pela primeira vez, astrónomos medem a massa e a distância de um planeta errante

Nem todos os planetas têm a sorte de nascer e permanecer num “bairro” estável como o nosso Sistema Solar. Alguns acabam expulsos e passam a vagar sozinhos pela Via Láctea. Agora, astrónomos conseguiram, pela primeira vez, determinar tanto a massa como a distância de um desses planetas errantes.

Trata-se de um mundo com cerca de um quinto da massa de Júpiter, localizado a pouco menos de 10.000 anos-luz da Terra, na direção do centro da nossa galáxia. Pelo tamanho, a hipótese mais provável é que ele tenha se formado num sistema planetário e, mais tarde, sido “exilado” após interações gravitacionais intensas - uma espécie de jogo cósmico de bilhar em que corpos maiores trocam energia e arremessam o menor para fora.

Por que um planeta errante é tão difícil de detetar

Por serem pequenos e pouco brilhantes, planetas errantes quase nunca podem ser observados diretamente. Em vez disso, os astrónomos geralmente os identificam pelos efeitos que exercem sobre a luz de objetos distantes.

Quando um desses planetas passa entre nós e uma fonte luminosa ao fundo (como uma estrela), a sua gravidade funciona como uma lente: ela amplifica ou deforma a luz por um curto período. Esse fenómeno é chamado de microlente gravitacional.

O desafio é que, para obter a massa de um objeto que atua como lente, normalmente é necessário saber a que distância ele está. E um planeta “sem companhia”, por não ter estrelas próximas ou outros referenciais óbvios, oferece poucas pistas de contexto - o que torna a distância difícil de estimar.

Microlente gravitacional vista da Terra e do Telescópio Espacial Gaia

Neste caso, a sorte ajudou. O evento inicial de microlente gravitacional foi registado de forma independente por vários telescópios terrestres no Chile, na África do Sul e na Austrália, em 3 de maio de 2024. Além disso, o já aposentado Telescópio Espacial Gaia observou o mesmo fenómeno seis vezes ao longo de 16 horas.

O detalhe decisivo é que, no momento do evento, o Gaia estava a cerca de 1,5 milhão de quilómetros da Terra. Essa separação dá ao telescópio espacial uma perspetiva ligeiramente diferente do céu em relação aos observatórios no solo - e, por isso, a luz da estrela de fundo chega a cada observador em instantes diferentes.

Como a diferença de perspetiva revelou a distância do planeta errante

Essa combinação de pontos de vista permitiu estimar a distância ao objeto lente de modo semelhante ao que o nosso cérebro faz para perceber profundidade usando os dois olhos: a partir de entradas ligeiramente deslocadas, obtemos uma noção de distância (um tipo de paralaxe). Com a distância em mãos, torna-se possível inferir com mais segurança a massa do planeta errante.

Com base nos dados, a equipa concluiu que o planeta está a aproximadamente 9.785 anos-luz da Terra e tem cerca de 22% da massa de Júpiter.

O que isso sugere sobre a origem de planetas errantes

Uma massa nessa faixa reforça a ideia de que o planeta provavelmente nasceu num sistema planetário e foi expulso mais tarde por instabilidades gravitacionais, especialmente em ambientes onde múltiplos planetas gigantes podem interagir e “chutar” um deles para uma órbita de escape. Em regiões densas da galáxia, como a direção do bojo galáctico, encontros e perturbações gravitacionais também podem contribuir para esse tipo de destino.

Além de ajudar a explicar como esses mundos surgem, medições diretas de massa e distância são essenciais para separar planetas errantes de outros objetos escuros e difíceis de ver, como anãs castanhas. Quanto mais eventos deste tipo forem medidos com precisão, melhor será o mapa estatístico da população de planetas solitários na Via Láctea.

O futuro com o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman (e a corrida para captar mais eventos)

Num artigo de perspetiva relacionado, o astrofísico Gavin Coleman, da Universidade Queen Mary de Londres, afirma que essa abordagem deve ser especialmente valiosa para estudar planetas errantes depois do lançamento do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, previsto para 2027.

Segundo Coleman, “esta descoberta demonstra como observações coordenadas podem superar as dificuldades de determinar tanto a posição quanto a massa de um planeta errante e melhorar a compreensão de como esses planetas se formam”.

O novo telescópio deverá varrer grandes áreas do céu 1.000 vezes mais rápido do que o Telescópio Hubble, o que aumenta significativamente as hipóteses de capturar novos eventos de lente gravitacional como este - e, com eles, transformar deteções pontuais num panorama mais completo sobre quantos planetas podem estar a viajar sozinhos pela galáxia.

A pesquisa foi publicada no periódico científico Science.