Um novo método para detectar planetas extra-solares. Telescópios não são úteis aqui.

Em 2017, descrevi quatro métodos principais para detectar planetas – astrometria, microlente, medições de velocidade radial e trânsitos. A estes deve ser adicionada a técnica de visualização direta. Graças ao maior e melhor trabalho dos telescópios, várias dezenas de planetas já foram descobertos. Todos os cinco métodos têm um denominador comum. Eles contam com observações com telescópios em luz visível. Neste caso, há grandes esperanças para as observações de Webb, bem como novos supertelescópios, como o Telescópio Gigante de Magalhães.

É possível observar os planetas de forma diferente do que com telescópios ópticos?

Os planetas também podem ser vistos com radiotelescópios. No entanto, uma condição importante deve ser atendida. O sinal de rádio deve ser forte, o que significa que o planeta ou seu ambiente deve ser uma fonte tão forte de emissão de rádio, ou o radiotelescópio deve ser usado para observações observacionais muito sensíveis e de alta resolução.

Neste ponto, você provavelmente está pensando na emissão de rádio que nossa civilização produz, que é uma evidência da existência de vida inteligente. No entanto, o que os astrônomos oferecem são observações de ondas de rádio que surgem, entre outras coisas, como resultado da interação do vento estelar com o campo magnético do planeta. Tais fenômenos provavelmente serão especialmente pronunciados em planetas gigantes como nosso Júpiter. No Sistema Solar, esse gigante gasoso pode ser muito brilhante em imagens de rádio, mesmo quando comparado ao Sol. 

Júpiter e suas observações de rádio, ou seja, o ponto de partida para um novo método de detecção de planetas extra-solares.

Júpiter no sistema solar está tão próximo que as observações são possíveis até mesmo por entusiastas da radioastronomia usando instrumentos caseiros. O efeito da interação dos elétrons do vento solar com o campo magnético de Júpiter se manifesta na forma de ruído de rádio na faixa de 10 a 40 MHz vindo da lateral do planeta.

É claro que mesmo as melhores imagens amadoras de Júpiter não serão tão boas quanto as obtidas usando grades interferométricas de radiotelescópios profissionais. No caso do VLA (Very Large Array, uma rede de radiotelescópios no Novo México, EUA), que, graças ao trabalho conjunto de 27 telescópios, fornece uma resolução angular bastante alta de observações de rádio, Júpiter parece na imagem abaixo de. Em vez de manchas como observações de baixa resolução que mostram o planeta e o chamado toro formado pela ejeção de material da lua Io, obtemos uma imagem que lembra Júpiter como o conhecemos. Ou seja, faixas de nuvens na atmosfera superior.

No entanto, na realidade, escolhendo o comprimento de onda certo para as observações, observamos Júpiter abaixo do topo das nuvens. As observações obtidas com o VLA em comprimentos de 2 e 3 cm, ou seja, correspondentes a frequências de 8 a 18 GHz, permitem-nos olhar de 30 a 90 km de profundidade neste planeta.

Nova geração de radiotelescópios necessários para procurar planetas extra-solares

Os planetas extra-solares, infelizmente, estão muito mais longe do que Júpiter. Para detectar um sinal de rádio que passa, será necessário construir enormes radiotelescópios. E nem mesmo radiotelescópios, mas grades interferométricas, que fornecerão observações de alta resolução. Além disso, não estaremos interessados ​​em observar as características de sua superfície, mas em determinar com precisão sua posição em relação à estrela.

Até o momento, não conseguimos observar nenhum planeta usando a detecção de ondas de rádio, mas simulações de computador sugerem que, se obtivermos a resolução observacional apropriada, o sinal deve ser muito claro e facilmente detectável.

Tais observações de rádio, é claro, serão possíveis principalmente no caso de planetas gigantes com fortes campos magnéticos. No entanto, quando conseguirmos fazer isso, teremos as medições mais precisas da órbita de tal objeto e indicações de sua estrutura interna. Mesmo que existam outros planetas de menor massa e mais difíceis de detectar no sistema, uma determinação precisa da trajetória de um dos planetas facilitará o seu refinamento no caso de outros objetos.

Fonte: Berkeley, inf. própria, foto de entrada: NASA/JPL-Caltech/R. Atacado (IPAC)