Quantos exoplanetas existem? Não faz muito tempo, não sabíamos se havia algum. Em seguida, detectamos alguns ao redor de pulsares. Em seguida, a sonda Kepler foi lançada e descobriu mais alguns milhares. Agora, o TESS da NASA (Transiting Exoplanet Survey Satellite) está operacional, e um novo estudo prevê suas descobertas.
As descobertas de Kepler nos deram uma idéia melhor dos tipos e números de planetas em outros sistemas solares. Mas o Kepler tinha suas limitações e seu próprio viés de amostragem devido a seus métodos de medição. O Kepler também focou apenas uma pequena área do céu, compreendendo cerca de 0,25% do céu. É possível, mas não necessariamente provável, que a pequena parte do céu em que o Kepler se concentre não seja representativa de uma amostra maior.
O TESS é muito diferente do Kepler, especialmente na área do céu que cobre. Ele fará uma pesquisa em todo o céu, em vez de uma pesquisa focada em uma pequena parte do céu. O novo caçador de planetas da NASA também se concentrará nas estrelas mais brilhantes. Isso porque seu principal objetivo científico é encontrar planetas maiores que Netuno que orbitam estrelas brilhantes. As estrelas precisam ser brilhantes para que as observações espectroscópicas subsequentes possam determinar as massas do planeta e as composições atmosféricas.
Embora não tenhamos um consenso sobre como os exoplanetas comuns são em termos de tamanho e períodos orbitais, Kepler nos mostrou que os exoplanetas são comuns. A maioria das estrelas os possui. Mas muitos dos exoplanetas encontrados por Kepler são extremamente distantes, de centenas a milhares de parsecs de distância. Portanto, observações de acompanhamento detalhadas são difíceis ou impossíveis. Como Tess está focando estrelas mais próximas e brilhantes, mais próximas da Terra, facilitando as observações de acompanhamento com outros escopos, seus resultados devem ser mais representativos e mais precisos na determinação de populações de exoplanetas.
Um novo estudo de Thomas Barclay, da NASA e da Universidade de Maryland, Joshua Pepper, da Universidade de Lehigh, e Elisa Quintana, da NASA, previu os resultados do TESS. O artigo deles foi publicado no The Astrophysical Journal. Os três pesquisadores usaram o que sabemos sobre a população estelar e o que sabemos sobre as populações de exoplanetas, combinados com os modos de observação do TESS, para apresentar suas estimativas.
Existem três fatores em sua simulação:
- Uma simulação da população estelar que o TESS observará.
- Uma amostra representativa de planetas que orbitam essas estrelas.
- Uma previsão de quantos desses planetas o TESS detectará.
Suas estimativas são chamadas de "simulação de rendimento" e não é a primeira que os astrônomos inventaram. Mas antes de chegarmos aos números, uma pergunta: por que precisamos saber de antemão o que o TESS encontrará?
A resposta para isso é obter uma visão inicial de como pode ser um programa de observação de acompanhamento. Os astrônomos gostam de planejar com antecedência, pois a observação de recursos é muito cara. Eles não querem esperar até que todos os resultados do TESS cheguem antes de pensar nas próximas etapas. Ou talvez eles estejam empolgados como crianças em uma história de doces. Um pouco dos dois, provavelmente.
Barclay, Pepper e Quintana executaram sua simulação 300 vezes para obter o rendimento previsto. Os resultados de muitos detalhes estão relacionados ao tipo de estrela em que os planetas orbitam, o modo de observação diferente usado para detectar quais planetas e como tudo se relaciona às observações de acompanhamento. Mas, de uma forma mais breve, eis o que os três pesquisadores acham que o TESS encontrará durante sua missão planejada de dois anos:
- 14.000 exoplanetas totais
- 2100 deles serão menores que 4 raios terrestres (4R), 280 daqueles menores que 2R
- 70 planetas habitáveis orbitando estrelas anãs vermelhas, 9 delas menores que 2R
- 10 mundos parecidos com a Terra, abaixo de 2R, que podem estar na zona habitável de uma estrela como o nosso Sol
Essa é uma viagem bastante emocionante. 14.000 exoplanetas, dos quais 10 poderiam ser mundos semelhantes à Terra na zona habitável de uma estrela como o Sol. Isso não significa que é o que o TESS encontrará, mas deve ser uma boa aproximação e intrigante. Especialmente porque, ao contrário do Kepler, os exoplanetas do TESS são alvos principais para observação e caracterização adicionais.
Esta não é a primeira simulação de rendimento para o TESS. Mas este é feito com população estelar real, e não simulada, por isso deve ser mais precisa. Outra simulação de rendimento de 2015 pode ser vista aqui e uma de 2017 aqui.
Os resultados da simulação nos mostram que provavelmente encontraremos planetas semelhantes à Terra em zonas habitáveis. A maioria deles estará orbitando anãs vermelhas, mas um pequeno número deve estar ao redor de estrelas parecidas com o Sol. É isso que todo mundo quer saber.
Mas talvez mais importante ainda, essas simulações nos mostram que o TESS cumprirá seu objetivo de missão: detectar uma abundância de planetas menores que Netuno que podem ser examinados em estudos de acompanhamento para determinar suas massas e composições atmosféricas.
Nos dois casos, o TESS está no caminho certo para fornecer alguns resultados sólidos.
- Artigo: Um rendimento revisado de exoplanetas do satélite de pesquisa em trânsito de exoplanetas (TESS)
- Trabalho de Pesquisa: O SATÉLITE DE PESQUISA EM EXOPLANET EM TRÂNSITO: SIMULAÇÕES DE DETECÇÕES DE PLANETA E POSITIVOS FALSOS ASTROFÍSICOS
- Artigo: Simulações de detecção de planetas para várias possíveis missões estendidas do TESS
- Centro de Apoio Científico TESS da NASA
- Visão geral da missão Kepler da NASA
- Entrada da Wikipedia: TESS
