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Astrônomos pesam exoplaneta com o tamanho de Marte

Kepler-138b é o primeiro mundo menor que a Terra a ter seu tamanho e massa mensurados

Charles Q. Choi e Space.com
Danielle Futselaar, Instituto SETI
O exoplaneta Kepler-138 b, apresentado aqui em uma concepção artística, é o primeiro planeta alienígena menor que a Terra a ter sua massa e tamanho mensurados. O planeta, encontrado com o telescópio espacial Kepler, da Nasa, orbita uma anã-vermelha a 200 anos-luz da Terra.
Pesquisadores descobriram que um planeta com o tamanho de Marte, localizado a cerca de 200 anos-luz de nosso sistema solar, é o mais leve mundo alienígena conhecido a orbitar uma estrela normal.

Astrônomos realizaram a descoberta após medirem o tamanho e massa desse planeta, quente como um forno e chamado de Kepler-138 b. Ele orbita uma estrela anã-vermelha chamada Kepler-138. Como Marte só tem 53% do tamanho da Terra (ou apenas metade do tamanho), Kepler-138 b é menor que a Terra.

Nas últimas décadas, astrônomos confirmaram a existência de mais de 1.800 exoplanetas, assim chamados por orbitar estrelas que não são nosso Sol. No entanto, é mais difícil calcular a massa de pequenos planetas rochosos, como Marte ou Mercúrio, do que a massa de mundos grandes e gasosos, como Júpiter ou Saturno. Cientistas medem as massas de exoplanetas ao observar com que força seus campos gravitacionais arrastam suas estrelas; planetas pequenos têm massas pequenas, e seus arrastos fracos sobre suas estrelas são mais difíceis de detectar. Dessa forma, poucos exoplanetas com o tamanho da Terra já tiveram suas massas mensuradas. [Imagens dos Menores Planetas Alienígenas Conhecidos]

Nesse novo estudo, astrônomos investigaram Kepler-138, uma fria e tênue anã-vermelha com aproximadamente metade da massa do Sol. Ela está a cerca de 200 anos-luz da Terra, na constelação de Lira.

Kepler-138 “está mais de 10 milhões de vezes mais distante de nós que nosso sol”, contou o autor do estudo, Daniel Jontof-Hutter, astrônomo da Universidade Estadual da Pennsylvania, em University Park, à Space.com.

A estrela Kepler-138 é orbitada por três exoplanetas, e pesquisas anteriores confirmaram o fato ao detectarem a leve redução da luz estelar que ocorre sempre que um desses mundos passa diante da estrela. Cada um desses dois planetas – Kepler-138 c e Kepler-138 d – tem cerca de 1,2 vezes o tamanho da Terra. O terceiro, Kepler-138 b, tem pouco mais da metade do tamanho da Terra, o que o deixa aproximadamente com o tamanho de Marte.

“Para nós, Kepler-138 b tem o tamanho aparente de uma bola de golfe a 10 milhões de quilômetros de distância”, compara Jontof-Hutter.

Esses três exoplanetas orbitam muito perto de sua estrela. Kepler-138 b leva pouco mais de 10 dias para completar sua órbita, Kepler-138 c requer quase 14 dias, e Kepler-138 d precisa de aproximadamente 23 dias.

Usando a sonda Kepler, da Nasa, os pesquisadores observaram como o cabo-de-guerra gravitacional entre esses exoplanetas influenciam o tamanho de suas órbitas. Como a força do arrasto gravitacional de um planeta se relaciona diretamente com sua massa, os cientistas foram capazes de pesar todos os três planetas.

Os astrônomos descobriram que a massa do planeta interno com o tamanho de Marte, Kepler-138 b, é de aproximadamente 1/15, ou 6,7%, da Terra, o que o deixa com cerca de 2/3 da massa de Marte.

“Kepler-138 b é o primeiro exoplaneta menor que a Terra a ter tanto seu tamanho quanto sua massa mensurados”, explica Jontof-Hutter.

O mundo alienígena menos massivo conhecido pode ser o exoplaneta PSR B1257+12 b, que tem uma massa estimada de aproximadamente 1/50, ou 2%, da massa da Terra. No entanto, esse mundo não orbita uma estrela normal, mas circula um pulsar – o resquício denso, de giro rápido, de uma Supernova.

Conhecer a massa e extensão de Kepler-138 b ajudou pesquisadores a calcular sua densidade, que eles descobriram ser cerca de 2/3 a de Marte, sugerindo que o planeta tem uma composição puramente rochosa.

Ainda que Kepler-138 b possa ter uma massa e largura semelhantes às de Marte, ele fica muito mais perto de sua estrela, e portanto é mais quente, o que significa que ele provavelmente é muito diferente de Marte, explica Jontof-Hutter. “De fato, todos os três planetas orbitando Kepler-138 provavelmente são quentes demais para reter água líquida”, explicou Jontof-Hutter. Em um desses planetas, temperaturas de superfície podem alcançar até 515 graus Celsius.

Kepler-138 c e Kepler-138 d têm 197% e 64% da massa da Terra, respectivamente.

Essa descoberta permite o estudo de planetas alienígenas rochosos menores que a Terra, observa Jontof-Hutter.

“A enorme variedade de exoplanetas descobertos pelo Kepler mostra que sistemas como o nosso próprio sistema solar provavelmente não são a regra, e não sabemos porquê”, aponta ele. A análise de mais planetas “trará pistas sobre como planetas se formam e nos permitirá descobrir quão comuns sistemas como o nosso realmente são”.

Os cientistas detalharam suas descobertas no volume de 18 de junho do periódico Nature.

Publicado em Scientific American em 17 de junho de 2015.