Mais da metade dos exoplanetas gigantes de Kepler são falsos positivos
Crédito da imagem: ISSO.
O que faz você se perguntar quais outros mundos candidatos não são mundos, afinal.
Esses tipos de sistemas podem ser onipresentes no universo. Este é um momento realmente emocionante para os caçadores de planetas. – Phil Muirhead
Quando você olha para as estrelas cintilantes no céu, pode esperar que elas não sejam tão diferentes do nosso próprio Sol. De certa forma, eles são: eles queimam o combustível nuclear em seu núcleo e emitem enormes quantidades de luz e calor, que percorrem muitos anos-luz até nossos olhos. Mas outra expectativa nossa – que eles teriam planetas e um Sistema Solar não tão diferente do nosso – dá muito mais trabalho para verificar.
Crédito da imagem: NASA Ames/JPL-Caltech.
As estrelas são presas fáceis para os astrônomos: são brilhantes, sua luz pode ser dividida em comprimentos de onda individuais e podemos determinar sua velocidade, massa, tamanho e até mesmo sua idade com relativa facilidade. Mas os planetas são outra história inteiramente. Exceto pelos mundos mais próximos, maiores e mais separados de suas estrelas, nossa tecnologia atual é completamente insuficiente para obter imagens diretas de planetas. Em vez disso, somos forçados a confiar em técnicas indiretas, que é como a espaçonave Kepler funciona.
Crédito da imagem: pintura de Jon Lomberg, diagrama da missão Kepler adicionado pela NASA.
Nosso satélite mais prolífico para encontrar planetas, Kepler pesquisou mais de 150.000 estrelas dentro de alguns milhares de anos-luz da Terra, procurando o fenômeno de uma trânsito planetário . Quando um planeta passa na frente de uma estrela, uma fração da luz dessa estrela é bloqueada pelo disco de passagem do planeta. Mesmo que o planeta esteja quente o suficiente para emitir sua própria luz, o fato de estar a uma temperatura mais baixa do que a própria estrela significa que o brilho da estrela - como nós vê-lo - parece dar um mergulho temporário. Essa queda dura apenas um curto período de tempo, dependendo da rapidez com que o planeta está se movendo, restaurando a estrela de volta ao seu brilho aparente original rapidamente.
Crédito da imagem: William Borucki, investigador principal da Missão Kepler, NASA / 2010.
Mas simplesmente ver esse fenômeno em trânsito não significa que temos um planeta! Há muitas coisas além de um mundo em órbita alinhado com nossa linha de visão que podem causar o mesmo fenômeno, incluindo:
- Um objeto em trânsito se movendo pela nossa galáxia, como um planeta rebelde, um objeto próximo (sistema solar), ou até mesmo outra estrela mais fria no espaço interestelar.
- Um binário eclipsante, ou uma segunda estrela no interior do sistema solar que parece escurecer quando uma estrela passa na frente da outra.
- Ou uma anã marrom: uma estrela falida que funde deutério. Esse tipo de estrela seria mais escuro que a estrela principal, mas ainda poderia transitar na frente dela, causando a mesma queda de brilho que veríamos com um planeta.
Para eliminar essa primeira possibilidade, Kepler precisa ver vários trânsitos da mesma magnitude e uma periodicidade constante. Mas os outros dois precisam de um método independente.
Crédito da imagem: ISSO.
Em particular, a maneira mais fácil de fazer isso é medir a massa do mundo, o que você pode fazer com um método diferente conhecido como oscilação estelar método. Os planetas não orbitam simplesmente suas estrelas-mãe; os planetas também exercem uma força gravitacional igual e oposta sobre essas estrelas e fazem com que as estrelas façam pequenos círculos em suas órbitas. Quando a estrela se move em nossa direção, a luz dela fica levemente deslocada para o azul; quando a estrela se afasta, a luz fica ligeiramente deslocada para o vermelho. Ao procurar esse padrão vermelho-azul-vermelho-azul, podemos medir a massa do planeta e determinar se é uma estrela, uma anã marrom ou um planeta gigante.
Crédito da imagem: ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger.
Ontem, resultados foram divulgados de uma equipa internacional liderada por Alexandre Santerne do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, onde mediram 129 objetos de interesse identificados pelo Kepler durante um período de cinco anos. Eles fizeram análises espectroscópicas, o que significa que estudaram os comprimentos de onda individuais da luz proveniente da estrela e esperavam uma taxa de falsos positivos de cerca de 10 a 20%, que é o que a maioria dos cientistas estimou.
Mas eles descobriram, em vez disso, que mais da metade (52%) dos candidatos planetários eram, de fato, binários eclipsantes, com outros três candidatos se tornando anãs marrons.
Crédito da imagem: Alexandre Santerne et al., 2015.
Isso é realmente preocupante! Quando olhamos para o nosso próprio Sistema Solar, até mesmo o planeta mais interno – o minúsculo Mercúrio – leva 88 dias para orbitar o Sol. Mas tantos desses mundos gigantes (ou anãs marrons, ou até estrelas ) são inferiores a décimo a distância da estrela principal como Mercúrio é da nossa! Como diz Santerne:
Após 20 anos explorando planetas tão grandes quanto Júpiter em torno de outros sóis, ainda temos muitas questões em aberto. Por exemplo, não entendemos qual é o mecanismo físico que forma planetas semelhantes a Júpiter com períodos orbitais de apenas alguns dias. É como se nossa rotação anual ao redor do Sol durasse apenas alguns dias – imagine sua idade!
Mas talvez a maior surpresa seja que a maioria desses planetas não são planetas, mas são estrelas massivas (ou quase estrelas) por direito próprio. Talvez, com apenas uma estrela principal em nosso Sistema Solar, sejamos nós as esquisitices, afinal.
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