Sinais de um planeta transitando por uma estrela fora da gala¡xia Via La¡ctea podem ter sido detectados pela primeira vez. Este resultado intrigante, usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, abre uma nova janela para procurar exoplanetas a distâncias maiores do que nunca.

O possí­vel candidato a exoplaneta estãolocalizado na gala¡xia espiral Messier 51 (M51), também chamada de Gala¡xia Whirlpool por causa de seu perfil distinto.

Exoplanetas são definidos como planetas fora do nosso Sistema Solar. Atéagora, os astrônomos encontraram todos os outros exoplanetas conhecidos e candidatos a exoplanetas na gala¡xia Via La¡ctea, quase todos eles a menos de 3.000 anos-luz da Terra. Um exoplaneta em M51 estaria a cerca de 28 milhões de anos-luz de distância, o que significa que estaria milhares de vezes mais longe do que os da Via La¡ctea.

"Estamos tentando abrir uma nova arena para encontrar outros mundos procurando candidatos a planetas em comprimentos de onda de raios-X, uma estratanãgia que torna possí­vel descobri-los em outras gala¡xias", disse Rosanne Di Stefano, do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA) em Cambridge, Massachusetts, que liderou o estudo, que foi publicado hoje na Nature Astronomy.

Este novo resultado ébaseado em tra¢nsitos, eventos em que a passagem de um planeta em frente a uma estrela bloqueia parte da luz da estrela e produz um mergulho caractera­stico. Astra´nomos que usam telesca³pios terrestres e espaciais — como os das missaµes Kepler e TESS da NASA — procuraram mergulhos na luz a³ptica, radiação eletromagnanãtica que os humanos podem ver, permitindo a descoberta de milhares de planetas.

Di Stefano e colegas procuraram por mergulhos no brilho dos raios-X recebidos de binários brilhantes de raios-X. Estes sistemas luminosos normalmente contem uma estrela de naªutrons ou um buraco negro puxando gás de uma estrela companheira em a³rbita próxima. O material perto da estrela de naªutrons ou buraco negro fica superaquecido e brilha em raios-X.

Como a regia£o produtora de raios-X brilhantes épequena, um planeta que passa na frente dele poderia bloquear a maioria ou todos os raios-X, tornando o tra¢nsito mais fa¡cil de detectar porque os raios-X podem desaparecer completamente. Isso poderia permitir que exoplanetas fossem detectados a distâncias muito maiores do que os atuais estudos de tra¢nsito a³ptico de luz, que devem ser capazes de detectar pequenas quedas na luz porque o planeta bloqueia apenas uma pequena fração da estrela.

A equipe usou esse manãtodo para detectar o candidato ao exoplaneta em um sistema bina¡rio chamado M51-ULS-1, localizado em M51. Este sistema bina¡rio contanãm um buraco negro ou estrela de naªutrons orbitando uma estrela companheira com uma massa cerca de 20 vezes maior que a do Sol. O tra¢nsito de raios-X que encontraram usando dados chandra durou cerca de três horas, durante os quais a emissão de raios-X diminuiu para zero. Com base nesta e em outras informações, os pesquisadores estimam que o candidato ao exoplaneta em M51-ULS-1 teria aproximadamente o tamanho de Saturno, e orbitaria a estrela de naªutrons ou buraco negro a cerca de duas vezes a distância de Saturno do Sol.

Embora este seja um estudo tentador, mais dados seriam necessa¡rios para verificar a interpretação como um exoplaneta extragala¡ctico. Um desafio éque a grande a³rbita do candidato ao planeta significa que ele não atravessaria na frente de seu parceiro bina¡rio novamente por cerca de 70 anos, frustrando qualquer tentativa de uma observação confirmadora por décadas.

"Infelizmente, para confirmar que estamos vendo um planeta, provavelmente tera­amos que esperar décadas para ver outro tra¢nsito", disse a coautora Nia Imara, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz. "E por causa das incertezas sobre quanto tempo leva para orbitar, não sabera­amos exatamente quando procurar."

O escurecimento pode ter sido causado por uma nuvem de gás e poeira passando na frente da fonte de raios-X? Os pesquisadores consideram que essa éuma explicação improva¡vel, uma vez que as caracteri­sticas do evento observado no M51-ULS-1 não são consistentes com a passagem de tal nuvem. O modelo de um candidato ao planeta anã, no entanto, consistente com os dados.

"Sabemos que estamos fazendo uma afirmação emocionante e ousada, então esperamos que outros astrônomos olhem com muito cuidado", disse a coautora Julia Berndtsson, da Universidade de Princeton, em Nova Jersey. "Achamos que temos um argumento forte, e esse processo écomo a ciência funciona."

Se existe um planeta neste sistema, provavelmente teve uma história tumultuada e um passado violento. Um exoplaneta no sistema teria que sobreviver a uma explosão de supernova que criou a estrela de naªutrons ou buraco negro. O futuro também pode ser perigoso. Em algum momento, a estrela companheira também pode explodir como uma supernova e explodir o planeta mais uma vez com na­veis extremamente altos de radiação.

Di Stefano e seus colegas procuraram por tra¢nsitos de raios-X em três gala¡xias além da gala¡xia Via La¡ctea, usando tanto Chandra quanto o XMM-Newton da Agência Espacial Europeia. Sua pesquisa cobriu 55 sistemas em M51, 64 sistemas em Messier 101 (a gala¡xia "Pinwheel"), e 119 sistemas em Messier 104 (a gala¡xia "Sombrero"), resultando no aºnico candidato a exoplaneta descrito aqui.

Os autores procurara£o nos arquivos de Chandra e XMM-Newton para mais candidatos a exoplanetas em outras gala¡xias. Conjuntos de dados Chandra substanciais estãodisponí­veis para pelo menos 20 gala¡xias, incluindo algumas como M31 e M33 que são muito mais próximas do que M51, permitindo que tra¢nsitos mais curtos sejam detecta¡veis. Outra linha interessante de pesquisa éprocurar tra¢nsitos de raios-X em fontes de raios-X da Via La¡ctea para descobrir novos planetas pra³ximos em ambientes incomuns.