Com o auxílio do telescópio espacial CHEOPS, uma equipe internacional de astrônomos europeus conseguiu identificar claramente a existência de quatro novos exoplanetas. Esses quatro mini-Netunos são menores, mais frios e mais difíceis de encontrar do que os chamados exoplanetas “Hot Jupiter”, que foram encontrados em abundância.
Os quatro exoplanetas foram descobertos graças à colaboração entre pesquisadores da Universidade de Berna e da Universidade de Genebra, membros do Centro Nacional de Competência em Pesquisa (NCCR) PlanetS. A missão CHEOPS é uma parceria entre a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Suíça, liderada pela Universidade de Berna em colaboração com a Universidade de Genebra.
Desde o seu lançamento em dezembro de 2019, as medições extremamente precisas do CHEOPS contribuíram para várias descobertas-chave no campo dos exoplanetas. Os membros do NCCR PlanetS, Dr. Solène Ulmer-Moll das Universidades de Berna e Genebra, e Dr. Hugh Osborn da Universidade de Berna, exploraram a sinergia única do CHEOPS e do satélite TESS da NASA, para detectar uma série de exoplanetas elusivos.
Os planetas, chamados TOI 5678 b e HIP 9618 c, têm o tamanho de Netuno ou um pouco menores, com 4,9 e 3,4 raios terrestres, respectivamente. Os respectivos artigos foram recentemente publicados nas revistas Astronomy & Astrophysics e Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
O satélite CHEOPS observa a luminosidade das estrelas para capturar o leve escurecimento que ocorre quando, e se, um planeta em órbita passa em frente à sua estrela do nosso ponto de vista. Ao procurar esses eventos de escurecimento, chamados “trânsitos”, os cientistas conseguiram descobrir a maioria dos milhares de exoplanetas conhecidos que orbitam estrelas além do nosso sol.
O satélite TESS da NASA é excelente na detecção dos trânsitos de exoplanetas, mesmo para os planetas pequenos mais desafiadores. No entanto, ele muda seu campo de visão a cada 27 dias para escanear rapidamente a maior parte do céu, o que o impede de encontrar planetas em períodos orbitais mais longos, explica Hugh Osborn.
Ainda assim, o satélite TESS conseguiu observar trânsitos únicos ao redor das estrelas TOI 5678 e HIP 9618. Ao retornar ao mesmo campo de visão após dois anos, ele pôde novamente observar trânsitos semelhantes ao redor das mesmas estrelas. Apesar dessas observações, ainda não era possível concluir inequivocamente a presença de planetas ao redor dessas estrelas, pois as informações estavam incompletas.
“É aqui que o CHEOPS entra em jogo: concentrando-se em uma única estrela de cada vez, o CHEOPS é uma missão de acompanhamento perfeita para continuar observando essas estrelaspara encontrar os pedaços de informação que faltam”, complementa Solène Ulmer-Moll.
Suspeitando da presença de exoplanetas, a equipe do CHEOPS desenvolveu um método para evitar gastar cegamente tempo precioso de observação na esperança de detectar trânsitos adicionais. Eles adotaram uma abordagem direcionada baseada nas poucas pistas que os trânsitos observados pelo TESS forneceram. Com base nisso, Osborn desenvolveu um software que propõe e prioriza períodos candidatos para cada planeta. “Então, jogamos uma espécie de ‘esconde-esconde’ com os planetas, usando o satélite CHEOPS”, diz Osborn.
“Apontamos o CHEOPS para um alvo em um determinado momento, e dependendo se observamos um trânsito ou não, podemos eliminar algumas das possibilidades e tentar novamente em outro momento até que haja uma solução única para o período orbital.” Foram necessárias cinco e quatro tentativas, respectivamente, para os cientistas confirmarem claramente a existência dos dois exoplanetas e determinarem que o TOI 5678 b tem um período de 48 dias, enquanto o HIP 9618 c tem um período de 52,5 dias.
A história não termina aí para os cientistas. Com os períodos recém-descobertos, eles puderam recorrer a observações terrestres usando outra técnica chamada velocidade radial, que permitiu à equipe determinar massas de respectivamente 20 e 7,5 massas terrestres para o TOI 5678 b e o HIP 9618 c.
Com o tamanho e a massa de um planeta, sua densidade é conhecida, e os cientistas podem ter uma ideia do que ele é feito. “Para os mini-Netunos, no entanto, a densidade não é suficiente, e ainda existem algumas hipóteses sobre a composição dos planetas: eles podem ser planetas rochosos com muito gás, ou planetas ricos em água e com uma atmosfera muito vaporosa”, explica Ulmer-Moll.
“Como os quatro exoplanetas recém-descobertos estão orbitando estrelas brilhantes, eles também são alvos de grande interesse para a missão do Telescópio Espacial James Webb (JWST), que pode ajudar a resolver o enigma de sua composição”, diz Ulmer-Moll.
A maioria das atmosferas de exoplanetas observadas até agora foram de Hot Jupiters, que são exoplanetas muito grandes e quentes orbitando perto de sua estrela mãe. “Os quatro novos planetas que detectamos têm temperaturas muito mais moderadas de ‘apenas’ 217 a 277ºC. Essas temperaturas permitem que nuvens e moléculas sobrevivam, que de outra forma seriam destruídas pelo calor intenso dos Hot Jupiters. E eles podem potencialmente ser detectados pelo JWST”, explica Osborn.
Menores em tamanho e com um período orbital mais longo do que os Hot Jupiters, os quatro planetas recém-detectados são um primeiro passo para a observação de planetas semelhantes à Terra em trânsito. Essas descobertas marcam um avanço significativo na busca contínua por vida alémdo nosso sistema solar, expandindo nosso conhecimento sobre a diversidade e a complexidade dos exoplanetas.
A descoberta desses quatro novos exoplanetas é um testemunho do poder da colaboração internacional e da inovação tecnológica. Através da combinação de observações do CHEOPS e do TESS, os astrônomos foram capazes de identificar esses planetas elusivos e expandir nosso entendimento do universo.
Ainda há muito a ser descoberto sobre esses exoplanetas. As futuras missões do Telescópio Espacial James Webb prometem trazer mais informações sobre a composição desses planetas, abrindo novas possibilidades para a pesquisa de exoplanetas.
A descoberta desses quatro novos exoplanetas é um lembrete de que, embora possamos ter mapeado e explorado grande parte do nosso próprio sistema solar, ainda há um universo inteiro de possibilidades a serem exploradas. Cada nova descoberta nos aproxima um passo mais perto de responder à pergunta que tem intrigado a humanidade desde o início dos tempos: estamos sozinhos no universo?
Com a contínua inovação e colaboração internacional, estamos cada vez mais perto de encontrar a resposta. E, quem sabe, talvez um dia possamos até encontrar um planeta que não seja apenas semelhante à Terra em tamanho e composição, mas também em sua capacidade de sustentar a vida.
Enquanto isso, continuaremos a olhar para as estrelas, maravilhados com a vastidão do universo e a infinita possibilidade de descoberta que ele oferece. Afinal, como disse o famoso astrônomo Carl Sagan: “O universo está cheio de mundos mágicos, esperando para serem descobertos – a maioria deles ainda desconhecida para nós”.
E, graças ao trabalho incansável de astrônomos e cientistas em todo o mundo, estamos um passo mais perto de descobrir esses mundos mágicos e desvendar os segredos do nosso vasto universo.
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