A resposta curta é que quase nunca se vê o planeta. Em mais de 6 mil mundos confirmados fora do Sistema Solar, a esmagadora maioria nunca apareceu numa imagem: o que os telescópios registram é o efeito que o planeta causa na estrela. Ou ele passa na frente dela e apaga uma fração minúscula da luz, ou ele puxa a estrela para um lado e para o outro, e esse vaivém aparece na cor da luz que chega até nós.
Os dois truques têm nome — trânsito e velocidade radial — e este artigo explica cada um com as contas feitas para o nosso próprio Sistema Solar, para você ver o tamanho do sinal que os astrônomos estão caçando. Adianto: é pequeno de um jeito que custa acreditar.
O trânsito: uma piscada de 84 partes por milhão
Quando um planeta passa exatamente entre a estrela e o telescópio, ele tapa um pedacinho do disco da estrela e o brilho cai. Depois volta. Se a queda se repete em intervalos regulares, há um planeta ali.
Quanto o brilho cai? Depende só da área que o planeta cobre, ou seja, da razão entre os diâmetros ao quadrado. Fazendo a conta para o nosso próprio sistema, visto de longe:
| Planeta passando na frente do Sol | Quanto o brilho do Sol cairia |
|---|---|
| Júpiter | 1,01% |
| Saturno | 0,70% |
| Netuno | 0,13% |
| Terra | 0,0084%, ou 84 partes por milhão |
| Mercúrio | 0,0012% |
Aquele número da Terra, 84 partes por milhão, é o que precisa ser detectado a dezenas ou centenas de anos-luz de distância. É uma queda de brilho de 1 parte em 12 mil. Imagine um estádio com 12 mil refletores acesos, visto do outro lado da cidade: apagar um único refletor é o sinal. E ele tem de ser reconhecido por cima do piscar natural da estrela, do ruído do detector e da atmosfera — por isso os telescópios de caça a planetas ficam no espaço.
A vantagem é que o trânsito entrega duas informações de uma vez: o tamanho do planeta (pela profundidade da queda) e o período orbital (pelo intervalo entre uma queda e a seguinte). Com o período e a massa da estrela, sai também a distância do planeta até ela.
Por que a maioria dos planetas nunca vai ser vista assim
Há uma limitação no método que quase nenhum texto menciona, e ela é geométrica: o trânsito só acontece se a órbita estiver alinhada de canto para quem observa. Se o sistema estiver inclinado, o planeta passa por cima ou por baixo do disco da estrela e nada acontece.
A chance de esse alinhamento existir por acaso é a razão entre o raio da estrela e o raio da órbita. Para a Terra vista de fora, a conta dá 0,47% — ou seja, apenas 1 em cada 215 civilizações espalhadas ao acaso pela galáxia veria a Terra transitar o Sol. Todas as outras nunca saberiam que existimos por esse método.
É daí que vem a estratégia do telescópio Kepler, que parece exagerada e não é: em vez de escolher estrelas promissoras, ele fixou o olhar num único pedaço do céu com 150 mil estrelas e ficou observando por quatro anos. Se só uma em algumas centenas serve, é preciso olhar muitas de uma vez.
A velocidade radial: um bamboleio de 9 centímetros por segundo
O segundo método não precisa de alinhamento perfeito, e foi ele que achou o primeiro planeta em torno de uma estrela parecida com o Sol.
A ideia: planeta e estrela giram em torno do centro de massa comum, então a estrela também se move — um pouquinho. Quando ela vem na nossa direção, a luz fica ligeiramente mais azulada; quando se afasta, mais avermelhada. É o mesmo efeito da sirene da ambulância, que fica aguda ao se aproximar e grave ao passar, só que com luz em vez de som. Medindo essa oscilação na cor, dá para saber que há algo puxando a estrela e estimar a massa desse algo.
De novo, a conta para o nosso próprio sistema mostra a escala do desafio:
| Planeta puxando o Sol | Velocidade que ele imprime ao Sol |
|---|---|
| Júpiter | 12,5 m/s (45 km/h) |
| Saturno | 2,8 m/s |
| Netuno | 0,28 m/s |
| Terra | 0,089 m/s, ou 8,9 cm/s |
Júpiter faz o Sol andar a 45 km/h, o que é bem perceptível. Mas a Terra faz o Sol andar a menos de 9 centímetros por segundo — uma pessoa caminhando normalmente vai dezesseis vezes mais rápido do que isso. Detectar esse vaivém numa estrela a dezenas de anos-luz é a fronteira da tecnologia atual, e é por isso que ainda não temos um catálogo farto de Terras em torno de sóis.
O primeiro achado dessa escola foi 51 Pegasi b, em 1995: um planeta gasoso com cerca de metade do tamanho de Júpiter, grudado na estrela, completando uma volta em quatro dias. Ele puxava tanto o astro que o bamboleio ficou óbvio assim que os astrônomos souberam o que procurar.
Por que quase todo planeta achado é grande e quente
Junte as duas tabelas e uma distorção fica evidente: os dois métodos principais enxergam melhor planetas grandes e colados na estrela.
Um planeta grande tapa mais luz e puxa mais forte. Um planeta em órbita curta repete o sinal muitas vezes em pouco tempo, o que permite confirmar o padrão em uma temporada de observação em vez de esperar décadas. Um "Júpiter quente" em órbita de quatro dias entrega noventa repetições por ano; a Terra entrega uma, e um observador precisaria de pelo menos três anos para ter certeza.
Por isso a lista dos primeiros exoplanetas é cheia de gigantes gasosos escaldantes. Isso não significa que o universo seja feito disso. É o que os astrônomos chamam de viés de seleção: o método escolhe o que vai achar. O próprio Kepler corrigiu isso em parte: ao contar quantos planetas pequenos encontrou e comparar com quantos deveria ter perdido, a conclusão estatística foi que há mais planetas do que estrelas na Via Láctea — mais de um trilhão só na nossa galáxia. Quais deles se parecem com o nosso está em Os planetas mais parecidos com a Terra já descobertos.
Os outros jeitos de achar um planeta
A NASA lista cinco métodos principais. Além dos dois acima, existem:
| Método | Como funciona | O que ele acha melhor |
|---|---|---|
| Microlente gravitacional | A gravidade de uma estrela na frente amplia a luz de outra ao fundo; se houver um planeta, aparece um segundo pico de brilho | Planetas longe da estrela, e até planetas soltos, sem estrela |
| Imagem direta | Um disco chamado coronógrafo tapa a estrela e deixa passar a luz do que está ao lado | Planetas gigantes, jovens e ainda quentes, longe da estrela |
| Astrometria | Mede o deslocamento da posição da estrela no céu, não a cor da luz | Planetas grandes em órbitas largas |
Há ainda um sexto, que ficou fora da lista de cinco porque serve para um caso raríssimo: o cronômetro de pulsar. Pulsares são cadáveres de estrelas que emitem pulsos de rádio com precisão de relógio atômico; um planeta em volta atrasa e adianta esses pulsos. Foi assim que a NASA cataloga PSR B1257+12 b, descoberto em 1994, com 2% da massa da Terra e uma volta de 25 dias — um dos primeiros planetas confirmados fora do Sistema Solar, e num lugar em que ninguém esperava. O que sobra de uma estrela assim está em O que sobra quando uma estrela morre?.
A imagem direta é a mais espetacular e a mais limitada: o telescópio James Webb conseguiu fotografar o planeta HIP 65426 b usando um coronógrafo, e um grupo montou até um pequeno filme de quatro planetas girando em torno da estrela HR 8799, com sete anos de imagens do Observatório Keck, no Havaí. Mas são pontinhos de luz — nenhum detalhe de superfície, e por enquanto só funciona com planetas gigantes ainda quentes do próprio nascimento.
Das máquinas que fizeram a conta chegar a 6 mil
Kepler (2009–2018) foi o divisor de águas. Colocado numa órbita em volta do Sol, atrás da Terra, olhou fixo para um pedaço da constelação de Cisne. Depois que a segunda de suas quatro rodas de estabilização falhou, em 2013, a missão foi reinventada com o nome de K2 e seguiu até 2018. Mais de 2.700 planetas confirmados saíram de dados dele, e novos continuam saindo.
TESS, lançado em 2018, é o sucessor: em vez de encarar um pedaço pequeno do céu, varre faixas largas, concentrando-se nas estrelas anãs mais brilhantes — as mais comuns da galáxia e as mais fáceis de estudar em seguida.
Spitzer e Hubble, que não foram feitos para isso, entraram na brincadeira e renderam muito: foi o Spitzer que confirmou os sete planetas do sistema TRAPPIST-1, e o Hubble que detectou hélio e vapor d'água em atmosferas distantes.
E o James Webb, desde 2021, mudou a pergunta. Ele não procura planetas novos: ele lê a luz da estrela que atravessou a atmosfera do planeta durante o trânsito e identifica as moléculas presentes, como um código de barras. As descobertas dele estão em As descobertas mais impressionantes do telescópio James Webb.
Uma última distinção que evita confusão nas manchetes: candidato não é confirmado. Um sinal detectado vira candidato; para virar planeta confirmado, o mesmo sinal precisa ser verificado com outros telescópios, porque estrelas duplas e manchas estelares imitam trânsitos. Há milhares de candidatos na fila. Quando uma notícia falar em "possível planeta", é disso que está tratando — e o mesmo cuidado vale para qualquer anúncio de sinal de vida, como discutimos em Sinais de alienígenas: o que a ciência já captou de verdade.
