2398: Novo exoplaneta é o mais pequeno a ser medido com precisão

Impressão de artista do telescópio espacial Kepler da NASA, que obteve dados que os cientistas usaram para descobrir um novo pequeno exoplaneta numa estranha configuração.
Crédito: NASA

Os terráqueos há muito que sonham com planetas distantes, mas só recentemente os cientistas conseguiram identificar milhares de novos exoplanetas – e aprender cada vez mais sobre o seu aspecto.

O mais recente: um novo exoplaneta descoberto pelo telescópio espacial Kepler da NASA na direcção da constelação de Caranguejo. Graças a um momento oportuno e ao estranho padrão orbital do planeta, os cientistas da Universidade de Chicago conseguiram calcular a sua massa com mais precisão do que qualquer outro planeta tão pequeno até hoje.

“Foi totalmente inesperado – a princípio pensámos que havia algo errado com os dados, mas quando olhámos com cuidado, ficou super-claro,” disse o estudante Aaron Hamann, primeiro autor do artigo. “Existem dois planetas a orbitar esta estrela, e estão a agir fortemente um sob o outro, o que nos permite calcular as suas massas com uma precisão recorde.”

Lançada em Março de 2009, a missão Kepler foi construída especificamente para procurar exoplanetas – planetas que orbitam estrelas em sistemas distantes, alguns dos quais podem abrigar vida. Os cientistas vasculham os seus dados, procurando anomalias em torno de estrelas distantes que possam indicar planetas. Esta foi a missão de um grupo de cientistas da Universidade de Chicago que trabalha o professor Daniel Fabrycky, um caçador de exoplanetas estranhos – entre outros, ele pesou planetas em sistemas complexos contendo cinco a sete planetas e determinou as interacções gravitacionais de quatro planetas trancados numa órbita mais íntima do que em qualquer outro sistema.

Os planetas distantes são demasiado pequenos para serem vistos com telescópios, de modo que o método principal que os caçadores de exoplanetas usam para os encontrar é notando uma pequena diminuição na luz de uma estrela à medida que um planeta passa à sua frente. Quando o Kepler olhou pela primeira vez para a estrela fria de nome K2-146, localizada a cerca de 258 anos-luz de distância, os cientistas viram um planeta que fazia um padrão de escurecimento irregular. Mas, analisando os dados da segunda e terceira passagens do Kepler, anos depois, a equipa confirmou que a irregularidade era provocada por um segundo planeta.

Este segundo exoplaneta, mais pequeno, puxa a órbita do primeiro planeta. À medida que os dois exoplanetas passam um pelo outro, aceleram um pouco: “Um mini-efeito de fisga,” salientou Hamann. (Há um paralelo no nosso próprio Sistema Solar. Neptuno foi descoberto da mesma maneira, disse Fabrycky: os cientistas notaram que Úrano orbitava de forma estranha e inferiram que um novo planeta era o responsável – levando à descoberta directa de Neptuno.)

Mas os planetas de K2-146 são extremos entre os exoplanetas conhecidos, disseram os cientistas. Ambos os planetas completam uma órbita em torno da estrela em questão de dias: 3,99 dias para o maior, 2,66 para o mais pequeno, em média. “Como têm períodos orbitais curtos e os efeitos gravitacionais são fortes, a órbita muda drasticamente à medida que a observamos,” explicou Fabrycky.

“Para se ter uma ideia, o nosso ano tem sempre 365 dias, mas estes planetas terão anos significativamente mais curtos ou mais longos,” explicou Hamann. “Seria como se o seu aniversário chegasse por vezes um mês antes ou depois da data correta.”

Eles não tinham visto o segundo planeta claramente na primeira passagem, dado que não estava em frente da estrela no momento certo, mas na segunda e na terceira passagem, a dança dos dois planetas fê-los mudar de tal modo que ambos ficaram claramente visíveis.

A professora assistente Leslie Rogers, especialista em descodificar a composição dos exoplanetas, ajudou-os a supor que os planetas podem ter um núcleo rochoso com uma atmosfera substancial de gás, suficientemente espessa para bloquear a luz solar. Normalmente, planetas tão próximos das suas estrelas teriam a sua atmosfera removida por fotões. (Nenhum dos planetas é habitável, disseram os cientistas: as temperaturas provavelmente rondam os 300º C).

Ajudando ainda mais à boa sorte dos cientistas, o Kepler estava a olhar para o sistema em pontos-chave durante os trânsitos. “Nós apanhámo-lo no momento perfeito, para que pudéssemos medi-lo com uma precisão de 3%, mesmo tendo-o observado por um período relativamente curto de tempo,” disse Hamann.

“Nós precisamos da massa de um planeta para compreender a sua gravidade, de modo que com um valor muito preciso da massa ajuda-nos a interpretar como deverá ser a atmosfera,” disse o co-autor Benjamin Montet, também da Universidade de Chicago.

Os cientistas disseram que a descoberta tem implicações sobre como direccionar buscas por futuros exoplanetas, como a missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, actualmente em órbita.

“Esta é uma boa lembrança de que, especialmente no decorrer da missão do TESS, voltarmos ao sistema dois anos depois, podemos aprender bastante,” comentou Fabrycky. “Existem muitos outros planetas escondidos desta maneira.”

Astronomia On-line
2 de Agosto de 2019