.
Mais de 5.000 planetas estão confirmados para além do nosso sistema solar. Mais da metade foi descoberta pelo Telescópio Espacial Kepler da NASA, um observatório resiliente que superou em muito sua missão planejada original. Ao longo de nove anos e meio, a espaçonave rastreou a Terra, examinando os céus em busca de quedas periódicas na luz das estrelas que poderiam sinalizar a presença de um planeta cruzando na frente de sua estrela.
Em seus últimos dias, o telescópio registrava o brilho das estrelas à medida que ia ficando sem combustível. Em 30 de outubro de 2018, com os tanques de combustível esgotados, a espaçonave foi oficialmente aposentada.
Agora, astrônomos do MIT e da Universidade de Wisconsin em Madison, com a ajuda de cientistas cidadãos, descobriram quais podem ser os últimos planetas que o Kepler contemplou antes de escurecer.
A equipe vasculhou a última semana de dados de alta qualidade do telescópio e avistou três estrelas, na mesma parte do céu, que pareciam escurecer brevemente. Os cientistas determinaram que duas das estrelas hospedam um planeta, enquanto a terceira hospeda um planeta “candidato” que ainda não foi verificado.
Os dois planetas validados são K2-416 b, um planeta com cerca de 2,6 vezes o tamanho da Terra e que orbita sua estrela a cada 13 dias, e K2-417 b, um planeta um pouco maior que tem pouco mais de três vezes o tamanho da Terra. e que circunda sua estrela a cada 6,5 dias. Por seu tamanho e proximidade de suas estrelas, ambos os planetas são considerados “mini-Netunos quentes”. Eles estão localizados a cerca de 400 anos-luz da Terra.
O candidato a planeta é EPIC 246251988 b – o maior dos três mundos com quase quatro vezes o tamanho da Terra. Este candidato do tamanho de Netuno orbita sua estrela em cerca de 10 dias e está um pouco mais distante, 1.200 anos-luz da Terra.
“Encontramos o que provavelmente são os últimos planetas já descobertos pelo Kepler, em dados obtidos enquanto a espaçonave estava literalmente funcionando com fumaça”, diz Andrew Vanderburg, professor assistente de física no Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT. “Os próprios planetas não são particularmente incomuns, mas sua descoberta atípica e importância histórica os tornam interessantes.”
A equipe publicou sua descoberta hoje na revista Avisos Mensais da Royal Astronomical Society. Os co-autores de Vanderburg são o autor principal Elyse Incha, da Universidade de Wisconsin em Madison, e os astrônomos amadores Tom Jacobs e Daryll LaCourse, juntamente com cientistas da NASA, do Centro de Astrofísica de Harvard e do Smithsonian e da Universidade da Carolina do Norte em Morro da Capela.
Compressão de dados
Em 2009, a NASA lançou o telescópio Kepler no espaço, onde seguiu a órbita da Terra e monitorou continuamente milhões de estrelas em um pedaço do céu do norte. Ao longo de quatro anos, o telescópio registrou o brilho de mais de 150.000 estrelas, que os astrônomos usaram para descobrir milhares de possíveis planetas além do nosso sistema solar.
O Kepler continuou observando além de sua missão original de três anos e meio, até maio de 2013, quando a segunda das quatro rodas de reação falhou. As rodas serviram como giroscópios da espaçonave, ajudando a manter o telescópio apontado para um ponto específico no céu. As observações de Kepler foram colocadas em pausa enquanto os cientistas procuravam uma correção.
Um ano depois, Kepler reiniciou como “K2”, uma missão reformulada que usou o vento do sol para equilibrar a espaçonave instável de uma forma que manteve o telescópio relativamente estável por alguns meses de cada vez – um período chamado de campanha. O K2 continuou por mais quatro anos, observando mais de meio milhão de estrelas antes que a espaçonave finalmente ficasse sem combustível durante sua 19ª campanha. Os dados desta última campanha incluíram apenas uma semana de observações de alta qualidade e outros 10 dias de medições mais ruidosas, pois a espaçonave perdia combustível rapidamente.
“Estávamos curiosos para ver se poderíamos obter algo útil desse pequeno conjunto de dados”, diz Vanderburg. “Tentamos ver que última informação poderíamos extrair dela.”
A olho
Vanderburg e Incha apresentaram o desafio ao Visual Survey Group, uma equipe de astrônomos amadores e profissionais que caçam exoplanetas em dados de satélite. Eles pesquisam a olho nu milhares de curvas de luz registradas de cada estrela, procurando quedas características no brilho que sinalizam um “trânsito” ou a possível travessia de um planeta em frente à sua estrela.
Os cientistas cidadãos são especialmente adequados para vasculhar conjuntos de dados curtos, como a última campanha do K2.
“Eles podem distinguir trânsitos de outras coisas malucas, como uma falha no instrumento”, diz Vanderburg. “Isso é útil especialmente quando a qualidade dos seus dados começa a cair, como aconteceu nos últimos dados do K2.”
Os astrônomos passaram alguns dias observando com eficiência as curvas de luz que o Kepler registrou em cerca de 33.000 estrelas. A equipe trabalhou com apenas uma semana de dados de alta qualidade do telescópio antes de começar a perder combustível e foco. Mesmo nessa pequena janela de dados, a equipe conseguiu detectar um único trânsito em três estrelas diferentes.
Incha e Vanderburg então olharam para as últimas observações de baixa qualidade do telescópio, feitas em seus últimos 11 dias de operação, para ver se conseguiam detectar quaisquer trânsitos adicionais nas mesmas três estrelas – evidência de que um planeta estava girando periodicamente em torno de sua estrela. .
Durante esse período de 11 dias, enquanto a espaçonave perdia combustível, seus propulsores disparavam de forma mais errática, fazendo com que a visão do telescópio se desviasse. Em sua análise, a equipe concentrou-se na região das curvas de luz de cada estrela entre a atividade do propulsor, para ver se conseguiam identificar quaisquer trânsitos adicionais nesses momentos com menos ruído de dados.
Esta busca revelou um segundo trânsito para K2-416 b e K2-417 b, validando que cada um deles hospeda um planeta. A equipe também detectou uma queda semelhante no brilho de K2-417 b em dados obtidos da mesma estrela pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, uma missão liderada e operada pelo MIT. Os dados do TESS ajudaram a confirmar o candidato a planeta em torno desta estrela.
“Esses dois são praticamente, sem dúvida, planetas”, diz Incha. “Também seguimos com observações terrestres para descartar todos os tipos de cenários falsos positivos para eles, incluindo interferência de estrelas de fundo e binários estelares próximos”.
“Estes são os últimos planetas observados cronologicamente pelo Kepler, mas todos os dados do telescópio são incrivelmente úteis”, diz Incha. “Queremos garantir que nenhum desses dados seja desperdiçado, porque ainda há muitas descobertas a serem feitas”.
Esta pesquisa foi apoiada, em parte, pelo MIT, NASA e pelo Prêmio Acadêmico de Graduação da Universidade de Wisconsin.
.
