Tem sido um momento emocionante para o campo dos estudos sobre exoplanetas ultimamente! No verão passado, pesquisadores do Observatório Europeu do Sul (ESO) anunciaram a descoberta de um planeta semelhante à Terra (Proxima b), localizado no sistema estelar mais próximo do nosso. E apenas seis meses atrás, uma equipe internacional de astrônomos anunciou a descoberta de sete planetas rochosos que orbitam a estrela TRAPPIST-1.
Mas na que poderia ser a descoberta mais encorajadora para aqueles que esperavam encontrar um planeta habitável além da Terra, uma equipe internacional de astrônomos anunciou a descoberta de quatro candidatos a exoplanetas no sistema tau Ceti. Além de estar perto do Sistema Solar - a apenas 12 anos-luz de distância - esse achado também é encorajador porque os candidatos ao planeta orbitam uma estrela muito parecida com a nossa!
O estudo que detalha essas descobertas - “Diferença de cor faz diferença: quatro candidatos ao planeta em torno da tau Ceti” - apareceu recentemente on-line e foi aceito para publicação no Jornal Astrofísico. Liderada por pesquisadores do Centro de Pesquisa em Astrofísica (CAR) da Universidade de Hertfordshire, a equipe analisou a tau Ceti usando um modelo de eliminação de ruído para determinar a presença de quatro planetas semelhantes à Terra.
Essa descoberta foi possível graças a melhorias contínuas em instrumentação, observação e compartilhamento de dados, que permitem pesquisas com sensibilidade cada vez maior. Como Steven Vogt, professor de astronomia e astrofísica da UC Santa Cruz e co-autor do artigo, disse em um comunicado de imprensa da UCSC:
“Agora estamos finalmente cruzando um limiar em que, através da modelagem muito sofisticada de grandes conjuntos de dados combinados de vários observadores independentes, podemos separar o ruído devido à atividade estelar da superfície dos minúsculos sinais gerados pelos rebocadores gravitacionais dos planetas em órbita do tamanho da Terra. . ”
Este é o mais recente de uma longa linha de pesquisas da tau Ceti, que interessam aos astrônomos há décadas. Em 1988, várias medidas de velocidade radial foram realizadas no sistema estelar que descartava a possibilidade de planetas massivos a distâncias semelhantes a Júpiter. Em 2012, astrônomos da UC Santa Barabara apresentaram um estudo que indicava que o tau Ceti poderia ser orbitado por cinco exoplanetas, dois dos quais estavam dentro da zona habitável da estrela.
A equipe por trás desse estudo incluiu vários membros que produziram este último estudo. Na época, o principal autor Mikko Tuomi (Universidade de Hertfordshire, coautor do mais recente) estava liderando um esforço para desenvolver melhores técnicas de análise de dados e usou essa estrela como um caso de referência. Como Tuomi explicou, esses esforços permitiram descartar dois dos sinais anteriormente identificados como planetas:
"Nós descobrimos uma maneira engenhosa de dizer a diferença entre os sinais causados pelos planetas e os causados pela atividade da estrela. Percebemos que podíamos ver como a atividade da estrela diferia em diferentes comprimentos de onda e usar essas informações para separar essa atividade dos sinais dos planetas ".
Para o objetivo deste estudo mais recente - liderado por Fabo Feng, membro do CAR -, a equipe contou com os dados fornecidos pelo espectrógrafo HARPS (High Accuracy Speed Radial Speed Search Planet) no Observatório La Silla do ESO no Chile e pelo Instrumento de alta resolução Echelle Spectrometer (HIRES) no Observatório WM Keck em Mauna Kea, Havaí.
A partir disso, eles foram capazes de criar um modelo que removeu o "ruído dependente do comprimento de onda" das medições de velocidade radial. Depois de aplicar esse modelo em pesquisas feitas com tau Ceti, eles foram capazes de obter medidas sensíveis o suficiente para detectar variações no movimento da estrela tão pequenas quanto 30 cm por segundo. No final, eles concluíram que o tau Ceti tem um sistema de não mais que quatro exoplanetas.
Como Tuomi indicou, após várias pesquisas e tentativas de eliminar ruídos estranhos, os astrônomos podem finalmente ter uma imagem clara de quantos planetas tau Ceti possui e de que tipo. "Não importa como olhamos para a estrela, parece haver pelo menos quatro planetas rochosos em órbita", disse ele. “Estamos aprendendo lentamente a diferenciar as oscilações causadas pelos planetas e as causadas pela superfície ativa estelar. Isso nos permitiu verificar essencialmente a existência dos dois planetas exteriores potencialmente habitáveis no sistema. ”
Eles estimam ainda a partir de suas medições refinadas que esses planetas têm massas que variam de quatro massas terrestres (também conhecidas como “super-Terras”) a tão baixas quanto 1,7 massas terrestres, tornando-os um dos menores planetas já detectados em torno de uma estrela semelhante ao sol próxima . Mas o mais emocionante de tudo é o fato de que dois desses planetas (tau Ceti e ef) estão localizados dentro da zona habitável da estrela.
A razão para isso é porque tau Ceti é uma estrela do tipo G (anã amarela), que a torna semelhante ao nosso próprio Sol - cerca de 0,78 vezes mais massivo e metade mais brilhante. Em contraste, muitos exoplanetas descobertos recentemente - como o Proxima be os sete planetas do TRAPPIST-1 - todos orbitam estrelas do tipo M (anã vermelha). Comparadas ao nosso Sol, essas estrelas são variáveis e instáveis, aumentando suas chances de destruir as atmosferas de seus respectivos planetas.
Além disso, como as anãs vermelhas são muito mais escuras do que o nosso Sol, um planeta rochoso teria que orbitar muito perto delas para estar dentro de suas zonas habitáveis. Nesse tipo de distância, o planeta provavelmente estaria travado por maré, o que significa que um lado estaria constantemente voltado para o sol. Isso também diminui bastante as chances de vida surgir em qualquer planeta.
Por causa disso, os astrônomos esperavam encontrar mais exoplanetas em torno de estrelas mais próximas em tamanho, massa e luminosidade do que as nossas. Mas antes que alguém fique muito empolgado, é importante notar que esses mundos são Super-Terras - com até quatro vezes a massa da Terra. Isso significa que (dependendo da densidade também) qualquer vida que possa surgir nesses planetas estaria sujeita a um aumento significativo da gravidade.
Além disso, um enorme disco de detritos circunda a estrela, o que significa que esses planetas mais externos provavelmente estão sujeitos a intenso bombardeio por asteróides e cometas. Isso não é exatamente um bom presságio para a vida em potencial nesses planetas! Ainda assim, este estudo é muito encorajador e por várias razões. Além de encontrar fortes evidências de exoplanetas em torno de uma estrela parecida com o Sol, as medidas que levaram à sua detecção são as mais sensíveis até o momento.
Na velocidade em que seus métodos estão melhorando, os pesquisadores devem chegar ao limite de 10 centímetros por segundo em pouco tempo. Este é o nível de sensibilidade necessário para detectar análogos da Terra - aka. o anel de latão para caçadores de exoplanetas. Como Feng indicou:
“Nossa detecção de oscilações tão fracas é um marco na busca de análogos da Terra e no entendimento da habitabilidade da Terra através da comparação com esses análogos. Introduzimos novos métodos para remover o ruído nos dados, a fim de revelar os fracos sinais planetários. ”
Pense nisso! Em pouco tempo, os caçadores de exoplanetas poderiam encontrar uma infinidade de planetas que não são apenas muito próximos em tamanho e massa à Terra, mas também orbitam dentro das zonas habitáveis de suas estrelas. Nesse ponto, os cientistas certamente dispensam termos decididamente vagos como "potencialmente habitável" e "semelhante à Terra" e começam a usar termos como "analógico da Terra" com confiança. Não há mais ambiguidade, apenas a firme convicção de que a Terra não é única!
Com um número estimado de 100 bilhões de planetas somente em nossa galáxia, certamente encontraremos várias Terras aqui. Só podemos esperar que eles tenham criado uma vida complexa como a nossa e que estejam com vontade de conversar!
