Sciam
Clique e assine Sciam
Notícias

Astrônomos encontram planetas semelhantes à Terra

Kepler, a caçadora de planetas da Nasa, encontrou dois mundos com dimensões e órbitas semelhantes às terrestres

 

David A. Aguilar (CfA)
Concepção artística mostra um planeta semelhante à Terra orbitando uma estrela evoluída que formou uma incrível “nebulosa planetária”. No início de sua vida, esse planeta pode ter sido como um dos oito mundos recém-descobertos orbitando as zonas habitáveis de suas estrelas.
Por Lee Billings

Depois de cinco anos procurando, pesquisadores descobriram o que parecem ser dois dos mundos mais semelhantes à Terra já observados, usando dados da sonda caçadora de planetas, Kepler. Batizados de Kepler 438 b e Kepler 442 b, os dois planetas parecem ser rochosos e orbitar as zonas habitáveis, não muito quentes e não muito frias, de suas estrelas onde a água líquida pode existir em grande quantidade.

Astrônomos anunciaram os planetas, junto com seis outros pequenos mundos temperados recém-descobertos, em 6 de janeiro durante uma reunião da American Astronomical Society em Seattle. Suas descobertas serão publicadas no periódico The Astrophysical Journal. As descobertas dobram o número de exoplanetas conhecidos e potencialmente habitáveis. Elas também aumentam a contagem de mundos examinados e confirmados da Kepler para pouco mais de mil, marcando uma conquista na busca épica por Terras alienígenas.

Os dois planetas ficam separados por centenas de anos-luz e orbitam estrelas menores e mais escuras que nosso Sol. Assim como a maioria das descobertas da Kepler, esses planetas foram encontrados por meio de seus trânsitos – as sombras que eles lançam na direção de nosso sistema solar enquanto cruzam as faces flamejantes de suas estrelas.

Trânsitos permitem que astrônomos meçam o tamanho, órbita e exposição à luz estelar de um planeta. O Kepler 438 b é apenas 12% maior que a Terra, e recebe 40% mais luz estelar; o Kepler 442 b é 30% maior e recebe cerca de 30% menos luz.

As duas esferas podem ser um pouco mais quentes que os dois principais mundos rochosos anteriores da Kepler, o Kepler 186 f e o Kepler 62 f, e cada um deles recebe significativamente menos luz estelar – semelhante à quantidade recebida por Marte. “Não podemos dizer com certeza se esses planetas realmente são habitáveis – apenas que eles são candidatos promissores à habitabilidade”, explica o coautor do estudo, David Kipping, astrônomo do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA) em Cambridge, Massachusetts.

Quando a Kepler foi colocada em órbita, em 2009, para observar um trecho do céu contendo cerca de 150 mil estrelas, um de seus objetivos primários era encontrar Terras-espelho, mundos com aproximadamente o mesmo tamanho da Terra em órbitas de aproximadamente 365 dias ao redor de estrelas semelhantes ao Sol. Esperava-se que a tarefa durasse pouco mais de três anos, porque muitas coisas podem fazer com que estrelas desapareçam além de planetas em trânsito, e astrônomos precisariam observar a recorrência periódica de qualquer trânsito de Terras-espelho não uma ou duas, mas três vezes para se convencerem de que essa redução específica se devia a um planeta.

Mas as estrelas semelhantes ao Sol tinham outros planos, provando terem maior variabilidade de brilho que a prevista pelos planejadores da missão, atrapalhando a busca da Kepler por essas tênues sombras. Consequentemente, os cientistas da Kepler se concentraram em estrelas menores, mais escuras, mais silenciosas e pediram mais tempo para coletar dados adicionais.

A missão foi estendida em 2012, mas seu equipamento estabilizador em 2013 foi atingido por falhas que fizeram os olhos firmes da Kepler saírem deslizando pelo vazio, levando sua pesquisa a um fim prematuro.

No ano passado, a sonda foi revivida na forma da missão “K2”, após pesquisadores divisarem um novo método para direcionar o telescópio. A K2 é uma pesquisa de trânsito mais limitada e tem poucas esperanças de encontrar uma Terra-espelho. A última e melhor opção para o sucesso da missão de descobrir gêmeos da Terra era peneirar os dados de arquivo da Kepler de 2013 para trás, que estão cheios de milhares de candidatos não-confirmados a planetas. “Eu acho que esses últimos planetas são os melhores que conseguiremos com os dados da Kepler”, declara Kipping. “Eu gostaria de me surpreender – e estou esperançoso – mas não tenho certeza de que encontraremos planetas mais próximos de gêmeos da Terra que os objetos apresentados em nosso artigo”.

Outros pesquisadores podem discordar. Na mesma reunião, Fergal Mullally, um cientista da equipe da Kepler e do Centro de Pesquisa Ames, da Nasa, em Moffett Field, na Califórnia, anunciou 554 candidatos a planetas que foram adicionados ao catálogo da Kepler, elevando seu número total de candidatos para 4.175 mundos possíveis. Oito desses mundos recém-anunciados têm menos de duas vezes o tamanho da Terra e orbitam suas estrelas em zonas habitáveis. Seis desses oito orbitam estrelas semelhantes ao Sol, e poderiam atingir o ilusivo objetivo da Kepler de encontrar uma Terra 2.0 – mas apenas se estudos seguintes puderem revelar mais sobre eles.

Assim como muitas das descobertas mais impressionantes da Kepler, os Kepler 438 b e 442 b eram pequenos demais e distantes demais para serem confirmados da maneira traidiconal, que envolvia medidas independentes da oscilação gravitacional que um planeta em órbita induz em sua estrela. Em vez de serem “confirmados”, eles foram “validados” por meio de uma série de observações mais simples e complexos testes estatísticos projetados para eliminar falsos-positivos.

De acordo com o principal autor Guillermo Torres, outro astrônomo do CfA, esse processo de validação demorou mais de um ano e meio e dependeu de alguns dos maiores telescópios do mundo, além de intensas simulações em um supercomputador da Nasa. Ainda que esse processo de validação seja muito impressionante, ele não pode fornecer as informações decisivas para confirmar a existência de um planeta ao medir sua oscilação associada. Essa medida permite que astrônomos estimem a massa do mundo que, quando pareada com o tamanho estimado fornecido por um trânsito, produz uma estimativa de densidade e composição.

Planetas que se revelarem pequenos e pesados devem ser compostos principalmente de rocha ou metal, enquanto mundos que grandes e leves devem possuir muito mais gás.  

Por enquanto, sem oscilações de confirmação, determinar se Kepler 438 b e 442 b são mundos de rocha e metal semelhantes à Terra dependerá de estatísticas. “Muitos trabalhos nos últimos anos sugerem que o limiar – a transição entre planetas rochosos e gasosos – ocorre a cerca de 1,5 vezes o tamanho da Terra”, explica Kipping. “No momento, todos estão convergindo sobre esse número. Qualquer coisa menor que isso provavelmente é rochosa” – e portanto tem maior probabilidade de ser habitável.

O estudo mais recente que defende esse argumento foi apresentado no início da reunião por sua principal autora, Courtney Dressing, outra astrônoma da CfA, que mediu as massas e tamanhos de alguns pequenos planetas em trânsito para estimar a zona de transição de rochosos para gasosos.

Dressing estabelece o limite superior geral de planetas rochosos em 1,6 vezes o tamanho da Terra. “Agora nós sabemos que a maioria dos planetas da galáxia tem um tamanho intermediário entre a Terra e Netuno, mas não temos nenhum exemplo desses mundos em nosso próprio sistema solar”, observa ela. “Para determinar se esses planetas, os mais comuns em nossa galáxia, são principalmente rochosos e potencialmente habitáveis, ou principalmente gasosos e provavelmente não muito habitáveis, temos que conduzir essas medidas para aprender onde exatamente essa transição ocorre e qual é sua extensão”.

A maioria dos caçadores de planetas agora baseia suas esperanças em descobrir planetas semelhantes à Terra no futuro Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito (TESS, em inglês), da Nasa, que deve ser lançado em 2017. O Tess deve conduzir uma varredura de todo o céu, concentrando-se em encontrar planetas rochosos em trânsito ao redor de estrelas próximas, planetas que então poderiam ser estudados com mais detalhes pelo Telescópio Espacial James Webb, da Nasa, que não deve ser lançado antes de 2018. Mesmo assim, a busca para encontrar planetas realmente habitáveis – talvez até habitados – além de nosso sistema solar pode exigir observatórios mais ambiciosos, da próxima geração.

“A relevância desse trabalho é provar que esse tipo de mundo existe lá fora”, conclui Kipping. “Essa é uma jornada em que o ponto de chegada é investigar atmosferas planetárias e procurar sinais de vida, e esse resultado nos mostra que é justificável construir um telescópio espacial para fazer exatamente isso”.

Publicado em Scientific American em  6 de janeiro de 2015