Acordando para um ano novo

No tempo que leva para completar um dia de trabalho, ou ter uma noite de sono, um planeta a 700 anos-luz de distância já completou um ano.

Concepção artística do planeta Kepler 78b, de tamanho similar ao da Terra mas que deve ser coberto de lava.Crédito: Cristina Sanchis-Ojeda

 

Investigadores do MIT (Massachusetts Institute of Technology) descobriram que Kepler-78b, um exoplaneta com o tamanho da Terra, completa uma volta em torno da sua estrela em apenas 8 horas e meia - um dos períodos orbitais mais pequenos já detectados. O planeta está extremamente perto da sua estrela - o seu raio orbital é de apenas cerca de três vezes o raio da estrela - e os cientistas estimam que as temperaturas à superfície atinjam os 3000 K. Neste ambiente infernal, a camada superior do planeta está provavelmente derretida, criando um gigantesco e agitado oceano de lava. O mais empolgante para os cientistas é o facto de terem conseguido detectar luz emitida pelo planeta - a primeira vez para um exoplaneta tão pequeno como Kepler-78b. Esta luz, assim que seja analisada com telescópios maiores, poderá dar aos cientistas informações detalhadas sobre a composição da superfície do planeta e suas propriedades reflectivas.

 

Kepler-78b está tão perto da sua estrela-mãe que os cientistas esperam medir a sua influência gravitacional sobre a estrela. Tais informações podem ser usadas para medir a massa do planeta, o que pode fazer de Kepler-78b o primeiro planeta com o tamanho da Terra para lá do nosso Sistema Solar, cuja massa é conhecida. Os investigadores relatam a descoberta de Kepler-78b num artigo publicado na revista The Astrophysical Journal.

 

Num estudo separado, publicado na Astrophysical Journal Letters, membros do mesmo grupo, juntamente com outros do MIT e de mais institutos, observaram KOI 1843.03, um exoplaneta já descoberto, com um período orbital ainda menor: apenas 4 horas e 15 minutos. O grupo, liderado pelo professor Saul Rappaport, determinou que para que o planeta mantenha sua órbita extremamente íntima em torno da sua estrela, tem que ser incrivelmente denso, composto quase inteiramente de ferro - caso contrário, as intensas forças de maré próximo da estrela rasgariam o planeta em pedaços. Só o facto de que é capaz de sobreviver aí, implica que é muito denso," afirma Josh Winn, professor associado de física no MIT e co-autor em ambos os artigos. "Se a Natureza realmente fabrica planetas densos o suficiente para sobreviver ainda mais perto, isso é uma questão em aberto, e seria ainda mais surpreendente."

 

Na sua descoberta de Kepler-78b, a equipa que escreveu o artigo publicado na The Astrophysical Journal observou mais de 150.000 estrelas monitorizadas pelo Telescópio Kepler, um observatório espacial da NASA que examina uma secção da Galáxia. Os cientistas estão a analisar os dados do Kepler na esperança de identificar planetas habitáveis do tamanho da Terra. O objectivo para Winne e colegas era procurar planetas do tamanho da Terra com períodos orbitais muito curtos.

 

"Habituámo-nos a planetas com órbitas de alguns dias," realça Winn. "Mas nós perguntámo-nos, e com algumas horas? Será que é possível? E veio-se a saber que existem alguns por aí". Para os encontrar, a equipa analisou a luz de milhares de estrelas, procurando diminuições no brilho, indicando que um planeta podia periodicamente passar em frente de uma estrela. A escolha destes pequenos mergulhos entre dezenas de milhares de curvas de luz é tipicamente uma tarefa demorada. Para acelerar o processo, o grupo desenvolveu uma abordagem mais automatizada, aplicando um método matemático conhecido como transformada de Fourier para o grande conjunto de dados. O método essencialmente reduz gradualmente a amostra para aquelas curvas de luz que são periódicas, ou que apresentam um padrão repetitivo.

 

As estrelas com planetas em órbita podem exibir diminuições periódicas de brilho cada vez que um planeta passa em frente, ou transita, a estrela. Mas existem outros fenómenos estelares periódicos que podem afectar a emissão de luz, como uma estrela que eclipsa outra estrela. Para recolher os sinais associados com planetas, o estudante Roberto Sanchis-Ojeda procurou, dentro do conjunto de curvas de luz periódicas, mergulhos frequentes mas menores entre os trânsitos planetários. O grupo foi capaz de detectar a luz emitida pelo planeta ao medir a quantidade de luz obscurecida de cada vez que o planeta passava por trás da estrela. Os investigadores postulam que a luz do planeta é possivelmente uma combinação de radiação a partir da sua superfície aquecida com luz reflectida pelos materiais à superfície, como lava e vapor atmosférico.

 

"Estava apenas procurando a olho, e subitamente vejo esta queda extra de luz quando esperava, foi realmente lindo," lembra Sanchis-Ojeda. "Eu pensei, estamos mesmo vendo a luz do planeta. Foi um momento realmente emocionante.  A partir das suas medições de Kepler-78b, a equipa determinou que o planeta está cerca de 40 vezes mais perto da sua estrela que Mercúrio está do nosso Sol. A estrela-mãe de Kepler-78b é provavelmente jovem, pois gira duas vezes mais rápido que o Sol - um sinal de que a estrela não teve muito tempo para desacelerar.

 

Embora seja aproximadamente do tamanho da Terra, Kepler-78b não é de todo habitável, devido à sua extrema proximidade com a estrela. É difícil imaginar a possibilidade de se viver num mundo de lava," afirma Winn. "Nós certamente não conseguíamos sobreviver lá. Mas isso não descarta totalmente a possibilidade de outros planetas habitáveis e de período curto. O grupo de Winn está agora à procura de exoplanetas que orbitam anãs castanhas - estrelas frias, quase mortas, que de algum modo falharam a ignição nuclear. Em torno de uma destas anãs castanhas, podemos ter períodos de apenas alguns dias," afirma Winn. "E o planeta ainda seria habitável, à temperatura certa."

Fonte: Astronomia On-Line