Novo sistema de exoplanetas é ‘imagem de espelho’ da Terra e do sol

Diagrama que descreve como o KOI-456.04 orbita na zona habitável de sua estrela, Kepler-160, na mesma distância que a Terra está do sol. O planeta, com menos do dobro do tamanho da Terra, recebe, portanto, a mesma quantidade de energia solar que a Terra. Este é o análogo Terra-Sol mais próximo descoberto até agora entre os exoplanetas. Imagem via MPS / René Heller.

Pesquisadores da Alemanha e dos EUA descobriram um exoplaneta com menos do dobro do tamanho da Terra orbitando à mesma distância de sua estrela, tornando-o o mais próximo análogo ao sistema Terra-Sol conhecido até agora.

O número de exoplanetas potencialmente habitáveis continua crescendo, à medida que mais e mais mundos orbitam estrelas distantes são descobertos. Até agora, a maioria desses planetas foi encontrada orbitando estrelas anãs vermelhas, pois são mais escuras e os planetas são mais fáceis de serem detectados ao seu redor (e também são as estrelas mais comuns em nossa galáxia). Mas agora, pesquisadores do Instituto Max Planck de Pesquisa do Sistema Solar (MPS), em Göttingen, na Alemanha, e outros EUA, anunciaram que encontraram um novo exoworld, com menos do dobro do tamanho da Terra, que orbita uma estrela parecida com o sol. , Kepler-160, a pouco mais de 3.000 anos-luz do nosso sistema solar.

O que torna essa descoberta de interesse particular é que o planeta parece estar orbitando sua estrela a uma distância semelhante à da Terra em relação ao sol e recebe quase a mesma quantidade de energia de sua estrela que a Terra. Isso o tornaria o mais semelhante ao sistema Terra-Sol de qualquer sistema exoplanetário descoberto até agora, quase uma imagem espelhada.

Os resultados revisados por pares foram publicados em Astronomy & Astrophysics, vol. 638, id. A10 e submetido ao arXiv em 3 de junho de 2020. A pesquisa também inclui cientistas do Observatório Sonneberg, Universidade de Göttingen, Universidade da Califórnia em Santa Cruz e NASA.

Diagrama mais completo mostrando como o sistema KOI-456.04 se compara ao sistema Terra-Sol, outras estrelas da missão Kepler e estrelas anãs vermelhas. Imagem via MPS / René Heller.

Embora o novo planeta – chamado provisoriamente de KOI-456.04 – ainda não tenha sido totalmente confirmado, o documento afirma que a probabilidade de ser um planeta real e não um alarme falso é de 85%. De longe, a maioria dos candidatos planetários encontrados acaba sendo confirmada mais tarde com mais observações. Do artigo:

O software vespa prevê que esse sinal tem uma probabilidade falso-positiva astrofísica de FPP_3 = 1.8e-3 quando a multiplicidade do sistema é levada em consideração. O diagnóstico de verificação Kepler produz uma estatística de múltiplos eventos de MES = 10,7, que corresponde a uma confiabilidade de ~ 85% contra alarmes falsos devido a artefatos instrumentais, como bandas rolantes.

Então, como é esse provável mundo novo?

Pelo que sabemos até agora, transita na frente de sua estrela como vista da Terra. Estima-se que tenha um raio de 1,9 raio da Terra, tornando-se uma super-Terra e orbita sua estrela em 378 dias. Como a estrela é semelhante ao nosso sol, o planeta recebe uma quantidade semelhante de energia e radiação como a Terra, cerca de 93%. Isso também significa que o planeta reside em um local semelhante na zona habitável ao redor da estrela – onde as temperaturas podem permitir a existência de água líquida – como a Terra na zona habitável ao redor do sol. O principal autor do novo estudo, René Heller, afirmou em comunicado:

O KOI-456.01 é relativamente grande comparado a muitos outros planetas considerados potencialmente habitáveis. Mas é a combinação desse tamanho menos que o dobro do planeta Terra e sua estrela hospedeira do tipo solar que o torna tão especial e familiar.

Comparação da quantidade de iluminação planetária – energia solar – que o KOI-456.04 recebe de sua estrela em comparação com a Terra e o sol. Imagem via René Heller et al./ Astronomia e Astrofísica / arXiv.

Se a atmosfera do KOI-456.01 não for muito densa ou não for muito diferente da Terra, há uma boa chance de que ele possa ter condições de superfície semelhantes às da Terra. Os pesquisadores calcularam que, se a atmosfera do planeta é moderada, como a da Terra, a temperatura média deve ser de 5 graus Celsius (41 graus Fahrenheit). Não é tão ruim! Naturalmente, ainda existem muitas incógnitas, como a composição da atmosfera e do próprio planeta e se há alguma água na superfície.

O Kepler-160 já era conhecido por ter pelo menos dois planetas, Kepler-160 b e Kepler-160 c. KOI-456.04, seria o mais novo e, na verdade, pode haver quatro planetas no total. Heller disse:

Nossa análise sugere que o Kepler-160 é orbitado não por dois, mas por um total de quatro planetas.

Os outros dois planetas já conhecidos, Kepler-160b e Kepler-160c, são maiores que a Terra e orbitam muito mais perto da estrela. Isso os torna muito menos propensos a serem habitáveis. O Kepler-160 c tem uma órbita estranhamente distorcida, levando alguns cientistas a teorizar que outro terceiro planeta, o Kepler-160 d, estava esperando para ser descoberto. Heller e seus colegas encontraram evidências indiretas de sua existência, uma vez que não transitam na frente da estrela vista da Terra.

Heller e seu co-autor, Michael Hippke, desenvolveram uma nova técnica para procurar exoplanetas em dados antigos do Telescópio Espacial Kepler (a missão terminou em 2017). Eles decidiram usar um modelo físico detalhado de variação de brilho estelar, em vez de apenas procurar um padrão de brilho de pular para escurecer passo a passo e depois voltar ao normal em curvas de luz estelares, como havia sido feito anteriormente por quase dois anos. Heller explicou:

Nossa melhoria é particularmente importante na busca de pequenos planetas do tamanho da Terra. O sinal planetário é tão fraco que está quase totalmente oculto no ruído dos dados. Nossa nova máscara de busca é um pouco melhor na separação de um verdadeiro sinal exoplanetário do ruído nos casos críticos.

Conceito artístico do Kepler-160b, outro mundo no sistema Kepler-160. Tem um raio cerca de 1,54 vezes o da Terra, mas orbita muito perto da estrela, tornando improvável que seja habitável. Imagem via NASA.

Se KOI-456.01 é qualquer indicação, o processo parece estar funcionando. Heller e seus colegas também foram capazes de encontrar 18 outros exoplanetas, até agora, nos antigos dados do Kepler.

O Kepler-160 foi observado continuamente pelo Kepler de 2009 a 2013. É muito semelhante ao nosso sol, com um raio de 1,1 raios solares, uma temperatura de superfície de 9.392 graus Fahrenheit (5200 graus Celsius, apenas 300 graus C a menos que o sol). e uma luminosidade estelar semelhante ao sol.

Enquanto o KOI-456.01 ainda é considerado um candidato planetário, as chances são muito boas de que seja o negócio real. Mas é claro que os cientistas querem ter certeza, e é possível que um dos telescópios terrestres mais poderosos seja capaz de confirmá-lo completamente, já que transita pela estrela e, portanto, é mais fácil de detectar do que com outros métodos caçadores de planetas. Além disso, o próximo telescópio espacial PLATO da Agência Espacial Européia (ESA) poderá fazer isso também. Um dos principais objetivos do PLATO é procurar exoplanetas do tamanho da Terra em torno de estrelas parecidas com o Sol, e está programado para ser lançado em 2026. O PLATO poderia estudar o KOI-456.01 um pouco mais de perto e, esperançosamente, revelar mais sobre o que isso mundo tentador é realmente como.

Embora as anãs vermelhas sejam o tipo mais comum de estrela, a descoberta do KOI-456.01 é um bom presságio para a possibilidade de que muitos mundos rochosos como a Terra também orbitam estrelas semelhantes ao sol. Isso, por sua vez, aumenta as chances de, eventualmente, encontrar ex-mundos habitáveis em torno das estrelas, assim como nosso próprio sol.

Conclusão: pesquisadores descobriram um novo exoplaneta orbitando a estrela Kepler-160, semelhante ao sol. É menos que o dobro do tamanho da Terra e orbita aproximadamente à mesma distância que a Terra do sol.


Publicado em 15/06/2020 07h12

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