Um alegado exoplaneta em órbita de uma estrela da constelação de Erídano, associada ao planeta natal fictício Vulcano de Star Trek, poderá ter sido apenas uma ilusão no espectro estelar - um fantasma espectral.
Uma análise dos dados que sustentavam a descoberta de vários exoplanetas na galáxia concluiu que algumas destas deteções eram, na realidade, falsos positivos: variações de luz produzidas exclusivamente pela estrela, e não pela interação com um exoplaneta em órbita.
Assim, as esperanças de encontrar um planeta Vulcano foram - pelo menos por enquanto - frustradas. Ainda assim, esta conclusão deverá contribuir para identificações de exoplanetas mais sólidas no futuro.
Os resultados foram aceites para publicação no The Astronomical Journal e estão disponíveis no servidor de prepublicações arXiv.
O alegado planeta Vulcano 40 Eridani b
A descoberta deste exoplaneta foi anunciada em 2018. Chamado 40 Eridani b, seria uma super-Terra rochosa que orbitaria a estrela 40 Eridani A, completando uma volta aproximadamente a cada 42 dias terrestres.
A deteção assentava numa propriedade conhecida como velocidade radial: um subtil movimento de vaivém, revelado por alterações no comprimento de onda da luz proveniente da estrela.
Uma estrela com planetas à sua volta não fica imune aos efeitos gravitacionais dessas órbitas. Os dois corpos não orbitam simplesmente um em redor do outro; ambos giram em torno de um centro de gravidade comum.
Por isso, à medida que o exoplaneta se desloca na sua órbita, a estrela oscila ligeiramente no mesmo lugar, um efeito que pode ser identificado na sua luz.
A luz emitida por uma estrela - ou por uma parte dela - que se aproxima de nós fica ligeiramente comprimida e desloca-se para a extremidade azul do espectro. Já a luz de algo que se afasta alonga-se um pouco, movendo-se para o vermelho.
Quando este efeito é provocado por um exoplaneta, pode ser observado como um ligeiro deslocamento regular de todo o espectro da estrela, alternando entre um sentido e o outro.
Contudo, nem sempre é simples distinguir um exoplaneta nesta aparente oscilação. Qualquer atividade à superfície da estrela - como regiões brilhantes ou manchas estelares - também provoca oscilações no espectro, com uma periodicidade compatível com a rotação estelar, à medida que essas estruturas entram e saem do nosso campo de visão.
É aqui que surgem os problemas com 40 Eridani b.
O período orbital atribuído ao alegado exoplaneta era muito próximo do período de rotação previsto para a estrela: entre 37 e 43 dias.
Na altura, os investigadores admitiram que o sinal interpretado como sendo de um exoplaneta poderia, afinal, corresponder à rotação estelar, mas não conseguiram determinar com precisão o período de rotação da estrela.
Desde então, outros astrónomos analisaram o caso com maior detalhe. Um artigo de 2021, que recorreu a um novo método de processamento para determinar sinais de velocidade radial, concluiu que a deteção de 40 Eridani b era um falso positivo. Já um estudo de 2022 não conseguiu chegar a uma conclusão.
Atividade estelar e falsos positivos
Agora, uma equipa liderada pela física Katherine Laliotis, da Universidade Estatal de Ohio, voltou a examinar 40 Eridani b e outras estrelas identificadas através da velocidade radial, concluindo que é provável que se trate de um sinal falso.
Segundo os investigadores, vários sinais periódicos observados na estrela correspondem perfeitamente a atividade estelar, incluindo ciclos magnéticos e rotação estelar. Outros não podem ser validados porque a região do espaço onde a estrela se encontra não pode ser observada durante uma parte significativa do ano terrestre.
“Por conseguinte”, escrevem no artigo, “classificamos este sinal como um falso positivo.”
A equipa identificou ainda vários outros exoplanetas que também parecem ser fantasmas nos dados. Os dados de velocidade radial usados para inferir as super-Terras HD 20794 c e HD 85512 b eram igualmente falsos positivos gerados pela atividade estelar, afirmam os investigadores, enquanto o gigante gasoso HD 114613 b também parece duvidoso.
Por outro lado, os investigadores conseguiram identificar dois novos exoplanetas candidatos, que deverão ser acompanhados por observações e análises adicionais para determinar a sua natureza.
Portanto, há perdas e ganhos: adeus, Vulcano; olá, HD 192310 RV Signal IV e HD 146233 RV Signal III. Se estes exoplanetas forem confirmados, é provável que recebam nomes mais apelativos mais tarde.
Dados mais precisos para detetar exoplanetas
Estes resultados indicam que, à medida que reunimos mais dados e informação mais detalhada, vale a pena reavaliar deteções mais antigas e potencialmente ambíguas. Dessa forma, será possível esclarecer os sinais observados e assegurar que as deteções de exoplanetas são tão inequívocas quanto possível. O processo também permite aprender muito sobre a atividade estelar.
“Esperamos que a deteção e a caracterização de planetas análogos à Terra sejam uma tarefa excecionalmente difícil, devido aos desafios colocados pelas limitações observacionais, pelos efeitos sistemáticos dos instrumentos e, mais importante ainda, pela variabilidade das próprias estrelas”, escrevem os investigadores.
“A monitorização dedicada, frequente e de elevada precisão da velocidade radial permitirá caracterizar e, potencialmente, mitigar os sinais de variabilidade estelar em escalas temporais que vão de horas a anos, ao mesmo tempo que possibilita a deteção de companheiros planetários adicionais, atualmente desconhecidos.
“O conhecimento necessário para modelar e remover corretamente sinais de ambas as naturezas será crucial para quaisquer esforços futuros destinados a medir massas precisas de planetas análogos à Terra.”
Sem dúvida.
A investigação da equipa foi aceite para publicação no The Astronomical Journal e está disponível no arXiv.
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