Fundamentos da descoberta e caracterização de planetas fora do sistema solar

Mesmo os maiores telescópios não conseguem obter imagens com boa resolução de planetas que orbitam estrelas que não o nosso Sol.

Acontece que cada planeta exerce sobre a estrela que orbita uma força gravitacional igual à força que a estrela exerce sobre ele (lei da acção e da reacção de Newton). Essa atracção faz oscilar a estrela, embora muito subtilmente. Quanto mais maciça for a estrela mais o centro de massa do sistema estrela-planeta se situa próximo do centro da estrela, mas não exactamente nele, o que justifica a oscilação dessa estrela provocada pela atracção do planeta em movimento na sua órbita.

Com telescópios muito potentes pode-se captar essa “dança” tímida e extrair dela dados que permitem deduzir de modo preciso a massa do corpo planetário que a provoca.

Na verdade, o que os astrónomos observam não é a “dança” da estrela mas a forma como a sua luz varia à medida que ela se move em torno do centro de massa do sistema formado pela estrela e pelo planeta. A luz muda quando a fonte luminosa se aproxima ou quando se afasta de nós (ou nós nos aproximamos ou afastamos dela). Quando se aproxima de nós, as ondas luminosas são «comprimidas» na direcção do movimento (em física diz-se que os comprimentos de onda ficam mais curtos, ou seja, as frequências são mais elevadas) e quando a fonte luminosa se afasta, as ondas são esticadas para frequências mais baixas. O fenómeno é conhecido como efeito de Doppler. As implicações são muito úteis: se uma estrela ou uma galáxia se aproxima de nós, a luz desvia-se para o azul (luz de menor comprimento de onda); se se afasta, a luz desvia-se para o vermelho (luz de maior comprimento de onda). E sabemos a velocidade a que a aproximação ou o afastamento acontecem.

Esta técnica chama-se método da velocidade radial ou de Doppler.

Outro método de encontrar exoplanetas é o «método do trânsito». Um trânsito planetário denota a passagem de um planeta pela frente da estrela que orbita. Nesse caso, um observador devidamente posicionado (o que exige o plano da órbita desse planeta alinhado com o plano da órbita da Terra) verá um ponto negro como que a deslocar-se lentamente pela superfície da estrela. O trânsito, por si só, permite determinar o diâmetro do planeta.

Conhecidos o tamanho e a massa de um planeta calcula-se a sua densidade. Pela densidade sabemos se esse planeta é gasoso como Júpiter ou rochoso como a Terra ou se é diferente de ambos.

in: Gléiser, M. (2025). «O Universo Consciente». Temas e Debates.1ª Edição. Lisboa. (pg. 123-136)

José Batista d’Ascenção