O planeta mais distante já encontrado é irmão gêmeo de um planeta muito familiar

Por , em 5.04.2022

Um exoplaneta a 17 mil anos-luz da Terra foi descoberto escondido nos dados coletados pelo já aposentado Telescópio Espacial Kepler.

É o planeta mais distante já capturado pelo observatório espacial caçador de planetas, o dobro da distância do recordista anterior. O que mais impressiona é que o exoplaneta é quase um gêmeo exato de Júpiter – de massa semelhante e orbitando quase à mesma distância que a distância entre Júpiter e o Sol.

Com o nome K2-2016-BLG-0005Lb, representa o primeiro exoplaneta confirmado a partir de uma verificação nos dados de 2016 que detectou 27 objetos possíveis usando uma técnica chamada microlente gravitacional em vez do método de detecção primária do Kepler. A descoberta foi submetida ao Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, e está disponível no servidor de pré-impressão arXiv.

“O Kepler nunca foi projetado para encontrar planetas usando microlentes, então, de muitas maneiras, é incrível que tenha conseguido”, disse o astrônomo Eamonn Kerins, da Universidade de Manchester.

A sonda espacial Kepler foi fundamental para abrir o campo da astronomia de exoplanetas. Foi lançada em 2009 e passou quase 10 anos caçando planetas fora do Sistema Solar, ou exoplanetas. Durante esse período, suas observações revelaram mais de três mil exoplanetas confirmados e mais três mil candidatos.

Sua técnica foi surpreendentemente simples. Kepler olhou para campos de estrelas, otimizados para detectar as quedas na luz, fracas e regulares, das estrelas o que sugere que um exoplaneta está em órbita ao seu redor. Essa técnica é conhecida como método de trânsito, excelente para descobrir exoplanetas grandes e próximos que orbitam suas estrelas de perto.

A microlente é um pouco mais complicada, aproveitando uma peculiaridade da gravidade e um alinhamento casual. A massa de um corpo como um planeta cria uma curvatura gravitacional do espaço-tempo ao seu redor. Se esse planeta passa na frente de uma estrela, o espaço-tempo curvo basicamente age como uma lupa que muito fraca e faz com que a luz da estrela brilhe brevemente.

A microlente gravitacional é muito boa para encontrar exoplanetas a uma longa distância da Terra, orbitando suas estrelas a distâncias muito grandes. O exoplaneta galáctico mais distante descoberto até hoje foi capturado por microlentes, um planeta com a massa da Terra a 25 mil anos-luz de distância.

Como o Kepler é otimizado para detectar mudanças na luz das estrelas, uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade de Manchester pensou recentemente em analisar os dados do Kepler para eventos de microlentes, a partir de uma janela de observação ao longo de vários meses em 2016. Eles identificaram 27 eventos, cinco dos quais eram inteiramente novos, ainda não identificados em dados de telescópios terrestres.

“Para ver o efeito, é necessário um alinhamento quase perfeito entre o sistema planetário em primeiro plano e uma estrela de fundo”, explicou Kerins.

“A chance de uma estrela de fundo ser afetada dessa maneira por um planeta é de dezenas a centenas de milhões contra uma. Mas existem centenas de milhões de estrelas em direção ao centro de nossa galáxia. Então Kepler ficou ali, parado, observando por três meses.”

Um dos cinco eventos foi K2-2016-BLG-0005Lb, e parecia promissor para um exoplaneta orbitando uma estrela. Assim, a equipe pesquisou conjuntos de dados de cinco varreduras terrestres que estavam observando a mesma região do céu no momento em que Kepler estava, para corroborar seu sinal.

Eles descobriram que o Kepler observou o sinal um pouco antes, e por mais tempo, do que as cinco pesquisas terrestres. Esse conjunto de dados combinado permitiu à equipe determinar que o exoplaneta tem cerca de 1,1 vezes a massa de Júpiter, orbitando sua estrela a uma distância circular de 4,4 unidades astronômicas. A distância média de Júpiter ao Sol é de 5,2 unidades astronômicas.

“A diferença de ponto de vista entre o Kepler e os observadores aqui na Terra nos permitiu triangular onde, ao longo de nossa linha de visão, o sistema planetário está localizado”, disse Kerins.

“Kepler também foi capaz de observar ininterruptamente [sem interferência do] clima ou da luz do dia, permitindo-nos determinar com precisão a massa do exoplaneta e sua distância orbital da sua estrela. É basicamente o gêmeo idêntico de Júpiter em termos de sua massa e sua posição em relação ao Sol…”

Embora atualmente não tenhamos mais dados sobre o sistema, essa descoberta tem implicações para nossa busca por vida extraterrestre. Há evidências que sugerem que Júpiter pode ter desempenhado um papel fundamental nas condições que permitiram que a vida surgisse e prosperasse na Terra; encontrar análogos de Júpiter orbitando estrelas distantes pode ser uma maneira de identificar essas condições.

O fato de o Kepler, um instrumento não projetado para microlentes, ter sido capaz de fazer esse tipo de detecção, é um bom presságio para os próximos instrumentos que serão projetados para microlentes. O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, programado para ser lançado nos próximos cinco anos, estará à procura de eventos de microlentes, assim como o Euclid da ESA, programado para ser lançado no próximo ano.

Essas detecções podem revolucionar nossa compreensão dos exoplanetas.

“Aprenderemos o quão comum é a arquitetura do nosso próprio sistema solar”, disse Kerins. “Os dados também nos permitirão testar nossas ideias de como os planetas se formam. Este é o início de um novo capítulo empolgante em nossa busca por outros planetas.”

A pesquisa foi submetida ao Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e está disponível no arXiv.

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