Ilustração artística do planeta rochoso ao redor da anã M Gliese 876. Crédito da imagem: NSF. Clique para ampliar.
Dando um grande passo adiante na busca de planetas semelhantes à Terra além do nosso próprio sistema solar, uma equipe de astrônomos anunciou a descoberta do menor planeta extra-solar já detectado. Cerca de sete vezes e meia mais do que a Terra, com cerca do dobro do raio, pode ser o primeiro planeta rochoso já encontrado orbitando uma estrela normal, não muito diferente do nosso Sol.
Todos os quase 150 outros planetas extra-solares descobertos até hoje em torno de estrelas normais foram maiores que Urano, um gigante de gelo com cerca de 15 vezes a massa da Terra.
"Continuamos ampliando os limites do que podemos detectar e estamos cada vez mais próximos de encontrar a Terra", disse Steven Vogt, membro da equipe, professor de astronomia e astrofísica da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz.
? Os resultados de hoje são um passo importante para responder a uma das perguntas mais profundas que a humanidade pode fazer: estamos sozinhos no universo? disse Michael Turner, chefe da Direção de Ciências Matemáticas e Físicas da National Science Foundation, que forneceu financiamento parcial para a pesquisa.
O recém-descoberto? Super-Terra? orbita a estrela Gliese 876, localizada a apenas 15 anos-luz de distância na direção da constelação de Aquário. Essa estrela também possui dois planetas maiores, do tamanho de Júpiter. O novo planeta gira em torno da estrela em apenas dois dias e está tão próximo da superfície da estrela que sua temperatura provavelmente atinge os 200 a 400 graus Celsius - temperaturas semelhantes a fornos muito quentes para a vida, como nós. Sei.
No entanto, a capacidade de detectar a pequena oscilação que o planeta induz na estrela dá aos astrônomos a confiança de que serão capazes de detectar planetas rochosos ainda menores em órbitas mais hospitaleiras.
"Este é o menor planeta extra-solar já detectado e o primeiro de uma nova classe de planetas rochosos terrestres", disse Paul Butler, da Carnegie Institution, em Washington. "É como o primo maior da Terra".
A equipe mede uma massa mínima para o planeta de 5,9 massas terrestres, orbitando Gliese 876 com um período de 1,94 dias a uma distância de 0,021 unidades astronômicas (AU), ou 2 milhões de milhas.
Embora a equipe não tenha provas diretas de que o planeta é rochoso, sua baixa massa impede que ele retenha gás como Júpiter. Três outros planetas rochosos foram relatados, mas eles orbitam um pulsar, o cadáver reluzente de uma estrela explodida.
"Este planeta responde a uma pergunta antiga", disse o líder da equipe Geoffrey Marcy, professor de astronomia da Universidade da Califórnia, Berkeley. “Há mais de 2.000 anos, os filósofos gregos Aristóteles e Epicuro discutiram se havia outros planetas semelhantes à Terra. Agora, pela primeira vez, temos evidências de um planeta rochoso em torno de uma estrela normal. ”
Marcy, Butler, o astrônomo teórico Jack Lissauer da NASA / Ames Research Center e o pesquisador de pós-doutorado Eugenio J. Rivera do Observatório da Universidade da Califórnia / Observatório Lick na UC Santa Cruz apresentaram suas descobertas hoje (segunda-feira, 13 de junho) durante uma imprensa conferência na NSF em Arlington, Va.
Sua pesquisa, realizada no Observatório Keck, no Havaí, foi apoiada pela NSF, a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço, a Universidade da Califórnia e a Instituição Carnegie de Washington.
Um artigo detalhando os resultados foi submetido ao The Astrophysical Journal. Os co-autores do artigo são Steven Vogt e Gregory Laughlin, do Lick Observatory da Universidade da Califórnia, Santa Cruz; Debra Fischer da Universidade Estadual de São Francisco; e Timothy M. Brown, do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica da NSF, em Boulder, Colorado.
Gliese 876 (ou GJ 876) é uma pequena estrela vermelha conhecida como anã M? o tipo mais comum de estrela na galáxia. Ele está localizado na constelação de Aquário e, com cerca de um terço da massa do sol, é a menor estrela em torno da qual os planetas foram descobertos. Butler e Marcy detectaram o primeiro planeta lá em 1998; provou ser um gigante gasoso com cerca do dobro da massa de Júpiter. Então, em 2001, eles relataram um segundo planeta, outro gigante de gás com cerca de metade da massa de Júpiter. Os dois estão em órbitas ressonantes, o planeta exterior leva 60 dias para orbitar a estrela, duas vezes o período do planeta gigante interno.
Lissauer e Rivera estão analisando os dados de Keck no sistema Gliese 876 para modelar os movimentos incomuns dos dois planetas conhecidos, e há três anos há um indício de que possa haver um terceiro planeta menor orbitando a estrela. De fato, se não tivessem levado em conta a interação ressonante entre os dois planetas conhecidos, nunca teriam visto o terceiro planeta.
"Tínhamos um modelo para os dois planetas interagindo um com o outro, mas quando analisamos a diferença entre o modelo de dois planetas e os dados reais, encontramos uma assinatura que poderia ser interpretada como um terceiro planeta", disse Lissauer.
Um modelo de três planetas consistentemente se ajustou melhor aos dados, acrescentou Rivera. "Mas como o sinal deste terceiro planeta não era muito forte, éramos muito cautelosos ao anunciar um novo planeta até termos mais dados", disse ele.
As recentes melhorias no espectrômetro de alta resolução do telescópio Keck (HIRES) forneceram novos dados cruciais. Vogt, que projetou e construiu o HIRES, trabalhou com a equipe técnica dos Observatórios da UC / Laboratórios do Observatório Lick da UC Santa Cruz para atualizar os detectores CCD (dispositivo de carga acoplada) do espectrômetro em agosto passado.
"São os dados de maior precisão dos HIRES atualizados que nos dão confiança nesse resultado", disse Butler.
A equipe agora tem dados convincentes para o planeta que orbita muito perto da estrela, a uma distância de cerca de 10 raios estelares. Isso é menos de um décimo do tamanho da órbita de Mercúrio em nosso sistema solar.
"Em uma órbita de dois dias, é cerca de 200 graus Celsius quente demais para a água líquida", disse Butler. “Isso tende a nos levar à conclusão de que a composição mais provável dessa coisa é como os planetas internos desse sistema solar? uma rocha de níquel-ferro, um planeta rochoso, um planeta terrestre. ”
"A massa do planeta poderia facilmente manter uma atmosfera", observou Laughlin, professor assistente de astronomia da UC Santa Cruz. “Ainda seria considerado um planeta rochoso, provavelmente com núcleo de ferro e manto de silício. Pode até ter uma densa camada de água úmida. Acho que o que estamos vendo aqui é algo intermediário entre um verdadeiro planeta terrestre como a Terra e uma versão quente dos gigantes do gelo Urano e Netuno. ”
Combinado com o aprimoramento do software de computador, os novos detectores CCD (dispositivo acoplado a carga) projetados por essa equipe para o espectrômetro HIRES de Keck agora podem medir a velocidade Doppler de uma estrela em um metro por segundo? velocidade de caminhada humana? em vez da precisão anterior de três metros por segundo. Essa sensibilidade aprimorada permitirá à equipe de caça ao planeta detectar o efeito gravitacional de um planeta semelhante à Terra dentro da zona habitável de estrelas anãs M como o Gliese 876.
"Estamos pressionando um regime totalmente novo em Keck para alcançar uma precisão de um metro por segundo, triplicar nossa precisão antiga, que também deve nos permitir ver planetas de massa terrestre em torno de estrelas semelhantes ao sol nos próximos anos", disse Butler.
"Nossa equipe do UC Santa Cruz e do Lick Observatory fez uma enorme quantidade de trabalho óptico, técnico e detector para tornar o telescópio Keck um caçador de planetas rochoso, o melhor do mundo", acrescentou Marcy.
Lissauer também está empolgado com outro feito relatado no artigo submetido à revista. Pela primeira vez, ele, Rivera e Laughlin determinaram a inclinação da linha de visão da órbita do sistema estelar apenas a partir da oscilação observada pela estrela no Doppler. Usando modelos dinâmicos de como os dois planetas do tamanho de Júpiter interagem, eles foram capazes de calcular as massas dos dois planetas gigantes a partir das formas observadas e das taxas de precessão de suas órbitas ovais. Precessão é a rotação lenta do longo eixo da órbita elíptica de um planeta.
Eles mostraram que o plano orbital é inclinado 40 graus para a nossa linha de visão. Isso permitiu à equipe estimar a massa mais provável do terceiro planeta como sete massas e meia da Terra.
"Há mais modelagem dinâmica envolvida neste estudo do que qualquer estudo anterior, muito mais", disse Lissauer.
A equipe planeja continuar a observar a estrela Gliese 876, mas está ansiosa para encontrar outros planetas terrestres entre os 150 ou mais planetas anões M que eles observam regularmente com Keck.
"Até agora, não encontramos quase nenhum planeta de massa de Júpiter entre as estrelas anãs M que estamos observando, o que sugere que, em vez disso, haverá uma grande população de planetas de massa menores", observou Butler.
Fonte original: Comunicado de imprensa do Instituto Carnegie
