Uma “Terra” e um “Sol” vistos ao espelho

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Entre os mais de 4000 exoplanetas conhecidos, KOI-456.04 é um tanto ou quanto especial: com pouco menos do dobro do tamanho da Terra, orbita uma estrela parecida com o Sol. E fá-lo a uma distância que pode permitir temperaturas planetárias à superfície favoráveis à vida. O objecto foi descoberto por uma equipa liderada pelo Instituto Max Planck para Investigação do Sistema Solar em Gotinga, Alemanha.

Telescópios espaciais como CoRoT, Kepler e TESS permitiram aos cientistas a descoberta de cerca de 4000 exoplanetas (planetas em torno de estrelas distantes) nos últimos 14 anos. A maioria destes planetas é do tamanho do gigante gasoso Neptuno, com aproximadamente quatro vezes o tamanho da Terra, e em órbitas relativamente próximas das suas estrelas hospedeiras. Mas os cientistas também descobriram alguns exoplanetas tão pequenos quanto a Terra que podem, potencialmente, ser rochosos. E um punhado desses pequenos planetas também estão à distância certa da estrela-mãe para potencialmente terem temperaturas superficiais moderadas para a presença de água líquida – o ingrediente essencial para a vida na Terra. “A imagem completa da habitabilidade, no entanto, envolve também uma análise das qualidades da estrela”, explica o Dr. René Heller, cientista do Instituto Max Planck e autor principal do novo estudo. Até agora, quase todos os exoplanetas com menos do dobro do tamanho da Terra e com potencial para temperaturas superficiais moderadas estão em órbita de anãs vermelhas.

Mundos distantes: os típicos exoplanetas que orbitam estrelas parecidas com o Sol têm o tamanho de Neptuno e encontram-se na zona habitável (terceira imagem). Quase todos os exoplanetas do tamanho da Terra, que se sabe terem superfícies potencialmente tipo-Terra, estão em órbita de anãs vermelhas (quarta imagem). A Terra está à distância ideal do Sol para as suas temperaturas permitirem água líquida à superfície. O recém-descoberto candidato a planeta, KOI-456.04, e a sua estrela Kepler-160 (segunda imagem), têm características muito parecidas com a Terra e com o Sol.
Crédito: MPS/René Heller

As estrelas anãs vermelhas são conhecidas por terem vidas extremamente longas. A vida num exoplaneta em órbita de uma estrela anã vermelha velha pode ter tido o dobro do tempo que a vida na Terra para se formar e evoluir. Mas a radiação de uma anã vermelha é principalmente infravermelha, em de luz visível. Muitas anãs vermelhas são também notórias por emitir explosões altamente energéticas e por “fritar” os seus planetas, que mais tarde se tornariam habitáveis. Além disso, o seu brilho mais fraco requer que um planeta habitável esteja tão perto da estrela que a gravidade estelar começa a deformar substancialmente o planeta. O aquecimento de marés resultante pode provocar um vulcanismo global fatal. Tudo combinado, a habitabilidade dos planetas em torno de anãs vermelhas é muito debatida na comunidade científica.

No seu novo artigo científico, a equipa de cientistas do Instituto Max Planck, do Observatório Sonneberg, da Universidade de Gotinga, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz e da NASA relata agora a descoberta um candidato a planeta com menos do dobro do tamanho da Terra e com uma iluminação moderada de uma estrela parecida com o Sol. A uma distância de pouco mais de 3000 anos-luz do Sistema Solar, a estrela Kepler-160 estava localizada no campo de visão da missão principal do Kepler e foi observada continuamente de 2009 a 2013. Com 1,1 raios solares, a sua temperatura superficial de 5200º (menos 300º que o Sol), e a sua luminosidade estelar muito parecida com a do Sol fazem dela um retrato astrofísico da nossa própria estrela-mãe.

Sabemos que Kepler-160 alberga planetas há cerca de seis anos, Kepler-160 b e Kepler-160 c. Ambos os planetas são substancialmente maiores que a Terra e em órbitas relativamente próximas da sua estrela. As suas temperaturas superficiais certamente os tornariam mais quentes que um forno e tudo menos hospitaleiros para a vida como a conhecemos. Mas pequenas variações no período orbital do planeta Kepler-160c deram aos cientistas a assinatura de um terceiro planeta que ainda não havia sido confirmado.

A equipa de cientistas alemães e norte-americanos regressou agora aos dados de arquivo de Kepler-160 recolhidos pelo telescópio Kepler para procurar planetas adicionais em redor daquela estrela e verificar a origem planetária do objecto que perturbava a órbita de Kepler-160 c. Heller e colegas haviam conseguido encontrar um total de 18 exoplanetas em dados antigos do Kepler.

Na caça exoplanetária, os cientistas geralmente procuram variações repetidas no brilho estelar. Estas diminuições temporárias, geralmente apenas 1% ou menos em relação ao brilho estelar aparente, podem ser provocadas por planetas que, da perspectiva da Terra, transitam os discos das suas estrelas hospedeiras. A ideia principal de Michael Hippke, co-autor do novo trabalho, e de Heller, era usar um modelo físico detalhado da variação do brilho estelar em vez de procurar uma queda de brilho e posterior aumento de volta ao normal em curvas de luz estelares. Esta aproximação foi a técnica de pesquisa padrão durante quase duas décadas. “A nossa melhoria é particularmente importante na procura de pequenos planetas do tamanho da Terra,” explica Heller. “O sinal planetário é tão fraco que está quase totalmente oculto no ruído dos dados. A nossa nova máscara de investigação é um pouco melhor a separar um verdadeiro sinal exoplanetário do ruído nos casos mais críticos,” acrescenta Heller.

O seu novo algoritmo de busca foi crucial para a descoberta do novo candidato a planeta em trânsito, KOI-456.04. “A nossa análise sugere que Kepler-160 é orbitado não por dois, mas por um total de quatro planetas,” resume Heller no seu novo estudo. Um dos dois planetas que Heller e colegas encontraram é Kepler-160 d, o planeta anteriormente suspeito, responsável pela órbita distorcida de Kepler-160c. Kepler-160d não mostra nenhum trânsito na curva de luz da estrela e, portanto, foi confirmado indirectamente. O outro planeta, formalmente um candidato a planeta, é KOI-456.04, provavelmente um planeta em trânsito com 1,9 vezes o raio da Terra e um período orbital de 378 dias. Dada a sua estrela-mãe parecida com o Sol, o período orbital muito parecido ao da Terra resulta numa insolação muito parecida à da Terra – tanto em termos da quantidade de luz recebida quanto da cor da luz. Assim sendo, KOI-456.04 está situado na zona habitável da estrela – a gama de distâncias em torno de uma estrela que permite água líquida à superfície de um planeta parecido com a Terra – que é comparável à posição da Terra em redor do Sol.

“KOI-456.04 é relativamente grande quando comparado com muitos outros planetas considerados potencialmente habitáveis. Mas é a combinação deste tamanho inferior ao dobro do planeta Terra e a sua estrela hospedeira do tipo solar que o torna tão especial e familiar,” clarifica Heller. Como consequência, as condições à superfície de KOI-456.04 podem ser semelhantes às conhecidas na Terra, desde que a sua atmosfera não seja muito espessa e não muito diferente da da Terra. Se KOI-456.04 tiver uma atmosfera quase inerte com um efeito de estufa semelhante ao da Terra, então a sua temperatura superficial será em média de 5º C, cerca de dez graus abaixo da temperatura global média da Terra.

Actualmente, não se pode descartar completamente que KOI-456.04 é um acaso estatístico ou um erro sistemático de medição, em vez de um planeta genuíno. A equipa estima que as chances de natureza planetária de KOI-456.04 rondem os 85% pró-planeta. A classificação definitiva como planeta requer 99%. Embora alguns dos telescópios terrestres mais poderosos da Terra possam validar este candidato com observações de um dos seus próximos trânsitos, também tem boas hipóteses que a missão espacial PLATO da ESA seja capaz de uma confirmação. O lançamento do PLATO está previsto para 2026 e um dos seus objectivos científicos principais é a descoberta de planetas do tamanho da Terra em torno de estrelas semelhantes ao Sol. Se o PLATO estiver orientado de forma a observar novamente o campo de visão da missão principal do Kepler, KOI-456.04 poderá ser confirmado e estudado com ainda mais detalhe.

Astronomia On-line
9 de Junho de 2020

3802: Astrónomos descobrem “réplica” do Sol e da Terra a três mil anos-luz

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

(dr) NASA
Ilustração do exoplaneta Kepler-160 b

O que diferencia esta descoberta de outros exoplanetas parecidos com a Terra é que a sua estrela tem uma semelhança impressionante com o nosso Sol.

Entre os dados da missão Kepler, uma equipa de investigadores identificou um candidato planetário semelhante à Terra, o KOI-456.04, situado na zona habitável da sua estrela, a Kepler-160, escreve o site IFLScience.

“O KOI-456.04 é relativamente grande quando comparado a muitos outros planetas considerados potencialmente habitáveis. Mas é a combinação do seu tamanho (menos do dobro do planeta Terra) e a sua estrela de tipo solar que o torna tão especial e familiar”, afirma em comunicado René Heller, do Instituto Max Planck para a Pesquisa do Sistema Solar, na Alemanha, e principal autor do estudo publicado na revista científica Astronomy and Astrophysics.

Localizada a mais de três mil anos-luz da Terra, a Kepler-160 tem cerca de 1,1 vezes o tamanho do Sol e uma temperatura de superfície de 5200˚C, só menos 300 graus do que a nossa estrela.

Já se sabia que tem dois exoplanetas – Kepler-160 b, uma super-Terra rochosa, e Kepler-160 c, um gigante gasoso semelhante a Neptuno –, mas as suas órbitas estão muito próximas da estrela e acredita-se que sejam demasiado quentes para serem habitáveis.

Entretanto, a equipa criou um novo algoritmo de busca que poderia identificar com mais precisão a presença de planetas mais pequenos. Foi então que encontrou o KOI-456.04. Com um período orbital muito semelhante ao da Terra, de 378 dias, este planeta fica a uma distância da Kepler-160 propícia à existência de água líquida.

Além disso, escreve o mesmo site, o KOI-456.04 poderá receber cerca de 93% da quantidade de luz solar que experienciamos na Terra. Os investigadores sugerem que, se tivesse uma atmosfera inerte com um efeito estufa semelhante ao do nosso planeta, a sua temperatura na superfície seria de cerca de 5°C, aproximadamente 10°C a menos do que a temperatura média a que estamos habituados.

Análises posteriores revelaram ainda um quarto planeta, o Kepler-160 d, responsável pelas variações anteriormente verificadas pelos cientistas no período orbital do Kepler-160 c. Este planeta tem entre uma e 100 massas terrestres e um período orbital de 7 a 50 dias.

No entanto, foi o KOI-456.04 que ‘roubou’ a atenção dos astrónomos, embora ainda não tenha atingido os 99% de referência necessários para a confirmação completa de que é um planeta. A equipa acredita que vai ter de esperar por futuras missões espaciais, como da nave espacial PLATO, da Agência Espacial Europeia (ESA), para obter a validação completa.

ZAP //

Por ZAP
6 Junho, 2020

 

spacenews