Combinação de telescópios revela mais de 100 exoplanetas

Uma equipe internacional, incluindo investigadores da Universidade de Tóquio e do Centro de Astrobiologia dos Instituto Nacionais de Ciências Naturais, anunciou a descoberta de 60 planetas usando dados da missão K2 da NASA e da missão Gaia da ESA. Em combinação com o seu anterior tesouro exoplanetário, anunciado no passado mês de agosto, descobriram um total de 104 planetas, um recorde para o Japão.

Entre os achados estão duas dúzias de planetas em sistemas multiplanetários, 18 planetas com menos de 2 vezes o tamanho da Terra e vários planetas de período ultracurto, que orbitam as suas estrelas em menos de 24 horas.

A equipe realizou uma análise detalhada de 155 candidatos a planeta encontrados em dados do segundo ano de operações da missão K2, levando a um conjunto uniforme de disposições candidatas e parâmetros de sistema. Devido ao brilho das suas estrelas hospedeiras, muitos destes planetas apresentam oportunidades para caracterização detalhada a fim de sondar as suas composições e atmosferas.

Este novo trabalho combina o grande poder da fotometria de séries temporais com a astrometria precisa do Gaia, que é a medição das posições das estrelas no céu. Esta combinação de dados restringe fortemente as propriedades das estrelas hospedeiras e dos seus planetas, e só se tornou possível este ano com a segunda versão de dados da missão Gaia.

O anúncio deste novo lote de planetas segue as pisadas de outro estudo pelo mesmo autor principal, John Livingston, estudante da Universidade de Tóquio. O estudo anterior incluiu 44 planetas descobertos pelo K2, à época o maior tesouro exoplanetário já encontrado por investigadores no Japão.

"Nós quebrámos o nosso antigo recorde com este novo artigo científico," afirma Livingston, "de modo que perfaz um total de 104 planetas com estes dois estudos." A missão original do Kepler terminou em 2013, quando a segunda roda de reação sofreu uma falha mecânica. Isto levou ao início de uma missão estendida, conhecida como K2, na qual o mesmo telescópio espacial podia continuar a encontrar planetas executando uma estratégia de observação diferente. 

A missão K2 chegou recentemente ao fim depois de ficar sem combustível, mas não sem antes de descobrir mais de 360 planetas. "Ao extrapolar a nossa análise destes 155 candidatos, estimamos que, nos dados da missão K2, fiquem por confirmar centenas de planetas," realça Livingston. No entanto, a maioria destes exigirá mais observações para determinar a sua verdadeira natureza. 

O conjunto recém-anunciado de planetas contém duas dúzias de planetas em sistemas multiplanetários, bem como vários planetas de período ultracurto, que estão muito próximos das suas estrelas; um ano nesses planetas é equivalente a menos de um dia aqui na Terra. 

Os planetas de período ultracurto têm atraído atenção porque a sua formação é atualmente um mistério, já que a teoria prevê que os planetas deveriam formar-se longe das suas estrelas hospedeiras. Um destes sistemas, conhecido como K2-187, contém um total de quatro planetas, um dos quais tem período ultracurto.

 "Este sistema junta-se a uma lista crescente de planetas de período ultracurto em sistemas multiplanetários, o que pode fornecer pistas importantes sobre a formação deste tipo de exoplaneta," explica Livingston. Os interessados na busca por planetas pequenos não ficarão desapontados: "18 dos 60 planetas têm menos de 2 vezes o tamanho da Terra e têm provavelmente composições rochosas com pouca ou nenhuma atmosfera," acrescenta Livingston.

A equipa também descobriu que 18 dos 155 candidatos a planeta são na realidade falsos positivos, onde estrelas binárias eclipsantes produzem sinais parecidos aos produzidos por planetas em trânsito. Além dos dados do K2 e do Gaia, a equipa caracterizou as estrelas hospedeiras recolhendo imagens através de óticas adaptativas de alta resolução e interferometria, bem como espectros de alta resolução.

A ótica adaptativa é uma técnica usada para corrigir distorções provocadas pela atmosfera, usando um espelho deformável que ajusta rapidamente a sua forma para produzir uma imagem muito nítida. A interferometria é uma técnica usada para superar as mesmas distorções, mas sem a utilização de um espelho deformável; ao invés, é captada uma sequência de imagens de exposição muito curta, efetivamente congelando o padrão de distorção atmosférica. Posteriormente, sofisticados algoritmos de processamento de imagem transformam a sequência numa única imagem com uma resolução tão alta como se não existisse atmosfera.

 "Com as nossas imagens de alta resolução podemos procurar outras estrelas muito próximas das estrelas hospedeiras e, com os nossos espectros, podemos até olhar para mais longe," realça Livingston. Tais métodos observacionais desempenham um papel importante na validação de novos planetas, e os esforços contínuos vão levar ao anúncio de mais planetas no futuro.

Embora a NASA já tenha retirado oficialmente a nave Kepler, terminando assim a missão K2, a tarefa passou para uma nova missão chamada TESS, que já produziu as suas primeiras descobertas planetárias. "O futuro parece promissor para os planetas em trânsito," diz Livingston. "Com o TESS já em funcionamento e o Telescópio Espacial James Webb ao virar da esquina, podemos esperar muitas novas e emocionantes descobertas nos próximos anos."

O novo estudo foi publicado na revista The Astronomical Journal no dia 26 de novembro de 2018. 

Fonte: Astronomia OnLine