Matemática ajuda brasileiro a descobrir possível novo planeta

Nem com espaçon­ave, nem com telescó­pio. Foi com a matemáti­ca que Patryk Sofia Lykawka, um pesquisador brasileiro que há mais de 20 anos vive no Japão, foi até os con­fins do Sis­tema Solar e desco­briu um cor­po celeste com grandes pos­si­bil­i­dades de ser um novo plan­e­ta orbi­tan­do ao redor do Sol.

Patryk falou à Agên­cia Brasil sobre a pesquisa que desen­volveu na Uni­ver­si­dade Kindai, e abor­dou o fascínio que, des­de cedo, sente pela astrono­mia. Citou, ain­da, as expec­ta­ti­vas que há para a con­fir­mação da hipótese matem­ati­ca­mente lev­an­ta­da por meio do estu­do desen­volvi­do com a aju­da de Takashi Ito, do Obser­vatório Astronômi­co Nacional do Japão.

“Des­de os primór­dios da humanidade, todos temos curiosi­dades sobre os fenô­menos que acon­te­cem ao nos­so redor. Isso nos leva a bus­car respostas para questões fun­da­men­tais sobre a origem da vida; sobre quan­do, como e onde a Ter­ra e nos­so sis­tema se for­maram. São várias questões inter­es­santes den­tro da astrono­mia que moti­vam não só profis­sion­ais, mas todo mun­do. Todos quer­e­mos enten­der o que está acon­te­cen­do ao redor da natureza. No meu caso não é difer­ente”, disse o físi­co e matemáti­co.

Livros e doc­u­men­tários sobre o tema ampli­aram seus con­hec­i­men­tos sobre astrono­mia. Aos poucos, ele começou a par­tic­i­par de sem­i­nários e, quan­do já estu­dante da Unisi­nos, no Rio Grande do Sul, surgiu a opor­tu­nidade de estu­dar no Japão.

“Fui con­tem­pla­do com uma bol­sa de estu­do do gov­er­no japonês em 2001. Vim para cá e acabei fazen­do aqui toda a min­ha pós-grad­u­ação [mestra­do, doutora­do e pós-doutora­do] em ciên­cias da Ter­ra e ciên­cias plan­etárias. Resu­min­do, fui agar­ran­do todas as opor­tu­nidades que sur­gi­ram”, disse o pesquisador brasileiro.

Segun­do ele, a adap­tação à real­i­dade japone­sa foi rel­a­ti­va­mente fácil. “Quan­do cheguei aqui, em 2001, a uni­ver­si­dade me pro­por­cio­nou um cur­so inten­si­vo de japonês e, tam­bém, prestou apoio para me adap­tar à nova vida. Não hou­ve difi­cul­dades. Hoje, com mais de 22 anos de Japão, não ten­ho nen­hum prob­le­ma. Estou ple­na­mente adap­ta­do e com fluên­cia no idioma”, disse.

Ele acres­cen­ta que sua roti­na provavel­mente não difere da de um acadêmi­co no Brasil. “Eu leciono, faço pesquisas, par­ticipo de ativi­dades acadêmi­cas. Nada muito difer­ente em relação à roti­na de um pro­fes­sor uni­ver­sitário no Brasil”, afir­mou.

Pesquisas

Patryk é o pesquisador prin­ci­pal do estu­do que levan­tou a hipótese de haver um nono plan­e­ta no Sis­tema Solar. Após a reclas­si­fi­cação de Plutão – que deixou de ser plan­e­ta e pas­sou a ser plan­e­ta anão – o Sis­tema Solar con­tabi­liza ape­nas oito plan­e­tas: Mer­cúrio, Vênus, Ter­ra, Marte, Júpiter, Sat­urno, Ura­no e Netuno.

Além dos oito plan­e­tas, há tam­bém out­ros obje­tos, tais como aster­oides, cometas, mete­oroides e luas de plan­e­tas. “Entre as órbitas de Marte e Júpiter, existe um cin­turão de aster­oides, onde se con­cen­tra a maio­r­ia dos aster­oides. E, além da órbi­ta de Netuno, há out­ro cin­turão – o Cin­turão de Kuiper. Nes­sa região, há muitos obje­tos que são chama­dos de transne­tu­ni­anos [TNOs, sigla em inglês]. Um deles é Plutão”, expli­cou o astrônomo brasileiro.

Para se ter uma ideia de dis­tân­cias deste “ain­da hipotéti­co plan­e­ta”, no âmbito do Sis­tema Solar é necessário enten­der que a medição ado­ta­da pelos cien­tis­tas é a de Unidade Astronômi­ca (UA). Cada unidade cor­re­sponde à dis­tân­cia média entre o Sol e a Ter­ra, cer­ca de 150 mil­hões de quilômet­ros.

“Por exem­p­lo, a dis­tân­cia do Sol até Júpiter é de mais ou menos cin­co unidades astronômi­cas; até Netuno, cer­ca de 30 unidades astronômi­cas; e até Plutão, 40 unidades astronômi­cas. No estu­do, anali­sei algu­mas pop­u­lações de obje­tos transne­tu­ni­anos local­iza­dos a uma dis­tân­cia supe­ri­or a 50 unidades astronômi­cas em uma região que chamo de Cin­turão de Kuiper Dis­tante”, expli­cou o pesquisador.

Órbita

Essa região apre­sen­ta uma grande quan­ti­dade de obje­tos transne­tu­ni­anos com órbitas muito dis­tantes em relação a Netuno. Alguns deles com incli­nações orbitais muito altas, além de 45 graus.

“Ten­do por base várias sim­u­lações que incluíam um plan­e­ta hipotéti­co com mas­sas semel­hantes à da Ter­ra, eu obtive resul­ta­dos que pode­ri­am explicar as pro­priedades orbitais dess­es obje­tos. Isso sug­ere que o plan­e­ta hipotéti­co desem­pen­ha papel impor­tante na for­mação do Sis­tema Solar para além da órbi­ta de Netuno. A mas­sa dele deve ser de uma vez e meia a três vezes a mas­sa da Ter­ra”, acres­cen­tou.

Segun­do o pesquisador, ain­da não é pos­sív­el definir um val­or fixo para essa mas­sa, nem para a órbi­ta. “O estu­do, no entan­to, pre­vê que a órbi­ta seria alon­ga­da. Ou seja, a dis­tân­cia varia bas­tante, ao orbitar o sol”, obser­vou.

Patrik rev­el­ou que foram inves­ti­ga­dos alguns tipos de órbitas para o plan­e­ta hipotéti­co, e que os mel­hores resul­ta­dos favore­ce­r­am dois tipos: entre 200 e 500 unidades astronômi­cas (UAs); e entre 200 e 800 UAs.

“São órbitas real­mente muito dis­tantes, de quase sete vezes a dis­tân­cia entre o Sol e Netuno, poden­do chegar, em seu pon­to máx­i­mo a 800 unidades, ou 20 vezes essa dis­tân­cia. Com isso, o tem­po total para o plan­e­ta dar uma vol­ta ao redor do Sol pode vari­ar entre 6,5 mil e 11 mil anos”, acres­cen­tou.

Uma out­ra pre­visão é de que essa órbi­ta seria incli­na­da em cer­ca de 30 graus na com­para­ção com o plano da órbi­ta da Ter­ra. “Nesse sen­ti­do, a órbi­ta pre­vista seria bem difer­ente. Além de muito mais dis­tante, seria mais alon­ga­da e mais incli­na­da”, avaliou.

Telescópios

O plan­e­ta hipotéti­co estaria numa órbi­ta tão dis­tante que, mes­mo pos­suin­do uma mas­sa pare­ci­da com a da Ter­ra, só pode­ria ser obser­va­do usan­do telescó­pios de grande porte, dev­i­do a seu fraquís­si­mo bril­ho e, tam­bém, ao movi­men­to aparente­mente muito lento, quan­do olha­do a par­tir da Ter­ra.

“Infe­liz­mente, ain­da não é pos­sív­el pre­v­er a região do céu noturno onde o plan­e­ta poderá ser descober­to por telescó­pios. Para isso, seria necessário var­rer grandes regiões celestes”, enfa­ti­zou.

A seguir, ele expli­cou que o telescó­pio espa­cial James Webb não é do tipo ade­qua­do para faz­er esse tipo de obser­vação porque só con­segue focar regiões muito especí­fi­cas e peque­nas do céu.

A expec­ta­ti­va é de que a con­fir­mação da existên­cia do novo plan­e­ta seja fei­ta futu­ra­mente pelo Obser­vatório Vera Rubin, que está sendo con­struí­do no Chile e con­tará com a maior câmera dig­i­tal do mun­do.

“Ele deve começar a oper­ar a par­tir do ano que vem. Este sim, vai var­rer grandes regiões do céu em perío­do rel­a­ti­va­mente cur­to”, obser­vou o astrônomo brasileiro.

Outras descobertas

Segun­do Patryk, é pos­sív­el que exis­tam ain­da out­ros plan­e­tas a serem descober­tos no Sis­tema Solar, “des­de que eles ten­ham órbitas dis­tantes o sufi­ciente para escapar da detecção, ou sejam pequenos demais para serem obser­va­dos”.

As sim­u­lações pre­veem a existên­cia de vários out­ros obje­tos na região do Cin­turão de Kuiper Dis­tante, com órbitas bas­tante pecu­liares. “Essa é uma out­ra pre­visão que pode moti­var novas pesquisas e obser­vações. Isso vai nos dar muito mais ideias sobre como nos­so sis­tema e a Ter­ra se for­maram”.

Para o pesquisador, a difi­cul­dade de desco­brir novos plan­e­tas no Sis­tema Solar está rela­ciona­da a fatores fun­da­men­tais, como órbitas muito exten­sas e a dis­tân­cia dess­es obje­tos, o que os tor­na menos bril­hantes. Out­ro dado que tam­bém difi­cul­ta a detecção é a incli­nação orbital, em espe­cial quan­do há pecu­liari­dades, como é o caso do plan­e­ta ain­da hipotéti­co.

Próximos passos

Patrik falou sobre os novos desafios que sur­girão após a pub­li­cação de seu estu­do na revista cien­tí­fi­ca Astro­nom­i­cal Jour­nal.

“Pre­tendo, a par­tir de ago­ra, faz­er novas sim­u­lações no com­puta­dor para apri­morar a pesquisa e refi­nar os resul­ta­dos dela, e para ten­tar pre­v­er com mais exatidão a mas­sa e a órbi­ta do plan­e­ta”, disse. “É tam­bém impor­tante inves­ti­gar como esse plan­e­ta adquir­iu uma órbi­ta assim, dis­tante, alon­ga­da e incli­na­da”, acres­cen­tou.

Mensagem

Ciente de que será uma refer­ên­cia para as próx­i­mas ger­ações de astrônomos brasileiros, Patrik deixa uma men­sagem aos futur­os cien­tis­tas. “A astrono­mia é uma ciên­cia muito fasci­nante, que faz parte da história da humanidade, des­de seus primór­dios. Ela tem muitas ram­i­fi­cações e várias áreas. Há um monte de assun­tos inter­es­santes e vários mis­térios a serem resolvi­dos”, desta­cou.

“Uma coisa impor­tante é sem­pre bus­car con­hec­i­men­to, prin­ci­pal­mente em relação ao assun­to que a pes­soa tem inter­esse maior. Man­ten­ha a curiosi­dade nat­ur­al que a gente tem como seres humanos, e real­ize ativi­dades que pro­movam esse con­hec­i­men­to. As opor­tu­nidades para a real­iza­ção de son­hos devem ser bus­cadas des­de cedo, quan­do ain­da estu­dante dos ensi­nos fun­da­men­tal, médio e, claro, na uni­ver­si­dade. Até porque nem tudo vai cair do céu”, final­i­zou.