Uma possível “super-Terra” a menos de 20 anos-luz de distância renovou o otimismo entre os pesquisadores na busca por planetas que possam abrigar vida. O recém-descoberto planeta GJ 251 c ganhou o rótulo de “super-Terra” porque os dados atuais sugerem que tem quase quatro vezes a massa da Terra e é provavelmente um planeta rochoso.
“Procuramos estes tipos de planetas porque oferecem a nossa melhor oportunidade de encontrar vida noutros lugares,” disse Suvras Mahadevan, professor de astronomia Verne M. Veeraman na Penn State e co-autor de um artigo publicado recentemente na revista Nature. revista astronômica. “Este exoplaneta está na zona habitável, ou ‘zona Cachinhos Dourados’, exatamente a distância certa de sua estrela onde água líquida poderia existir em sua superfície se tivesse a atmosfera certa.”
Duas décadas de observação levam a um avanço
Ao longo dos anos, os astrónomos têm procurado planetas capazes de albergar água líquida, desenvolvendo telescópios mais avançados e ferramentas de modelação para detectar mudanças extremamente ténues na luz das estrelas. Mahadevan disse que os novos resultados, derivados de mais de 20 anos de observações, representam uma das melhores oportunidades para investigar um mundo potencialmente habitável.
O exoplaneta foi identificado usando dados do Habitable Zone Planet Explorer (HPF), um espectrômetro infravermelho próximo de alta precisão que funciona como um prisma complexo, separando a luz das estrelas em suas partes componentes. O HPF está instalado no Telescópio Hobby-Eberly no Observatório McDonald, no Texas, e pesquisadores da Penn State lideraram seu projeto e construção para apoiar a busca por planetas semelhantes à Terra orbitando estrelas próximas.
“Chamamo-lo de detector de planetas de zona habitável porque procuramos planetas à distância certa da sua estrela onde possa existir água líquida na sua superfície. Esse é o objectivo central desta pesquisa,” disse Mahadevan. “Esta descoberta representa um dos melhores candidatos para procurar assinaturas atmosféricas de vida noutros locais durante os próximos cinco a 10 anos.”
Detectando oscilações estelares sutis
Mahadevan e sua equipe estudaram uma grande quantidade de dados de medição coletados em todo o mundo ao longo de duas décadas. A sua análise centrou-se na pequena mas mensurável “oscilação” da estrela hospedeira GJ 251, que é causada pela atração gravitacional dos planetas em órbita. Esses movimentos aparecem como leves mudanças Doppler na luz da estrela.
Primeiro fizeram medições precisas do anteriormente conhecido planeta interior GJ 251 b, que orbita a cada 14 dias. Ao combinar observações de longo prazo com novos dados HPF de alta precisão, os investigadores detectaram um sinal mais forte que se repetia a cada 54 dias, indicando a presença de um segundo planeta mais massivo. Isto foi ainda confirmado pelo espectrômetro NEID, outro instrumento construído por pesquisadores da Penn State e operando no Observatório Nacional Kitt Peak, no Arizona.
“Estamos na vanguarda da tecnologia e dos métodos analíticos para este sistema”, disse Corey Beard, autor correspondente do artigo, que conduziu a investigação enquanto obtinha o seu doutoramento em astrofísica na Universidade da Califórnia, Irvine. “Precisamos de telescópios de próxima geração para obter imagens diretas deste candidato, mas também precisamos de investimento comunitário.”
Superar a atividade estelar revela sinais planetários
Uma das maiores dificuldades na detecção de exoplanetas é separar o sinal do planeta da atividade magnética da própria estrela, que Mahadevan compara a uma forma de clima estelar. As manchas estelares e outras características da superfície podem imitar as mudanças periódicas produzidas por um planeta em órbita, criando a ilusão da existência de um planeta. Para diferenciar os dois, a equipe usou técnicas avançadas de modelagem para examinar como o sinal se comporta sob diferentes cores de luz.
“É um jogo difícil tentar suprimir a atividade da estrela e ao mesmo tempo medir seus sinais sutis, extraindo-os do que é essencialmente o caldeirão da magnetosfera espumosa na superfície da estrela”, disse Mahadevan.
Ele ressaltou que a detecção de planetas como GJ 251 c depende não apenas de equipamentos avançados, mas também de análises complexas e de trabalho em equipe internacional. Tais projectos requerem financiamento e coordenação a longo prazo porque descobertas significativas podem levar décadas a surgir.
Colaboração e ferramentas avançadas estimulam a descoberta
“Esta descoberta é um grande exemplo do poder da pesquisa multidisciplinar na Penn State”, disse Eric Ford, distinto professor de astronomia e astrofísica e diretor de pesquisa do Instituto de Ciências Computacionais e de Dados (ICDS) da Penn State. “Mitigar o ruído da atividade estelar requer não apenas instrumentos de ponta e acesso a telescópios, mas também métodos de ciência de dados adaptados às necessidades específicas e combinações de instrumentos desta estrela. A combinação de dados refinados e métodos estatísticos de última geração permite que a nossa equipa interdisciplinar transforme os dados em descobertas emocionantes, abrindo caminho para futuros observatórios procurarem evidências de vida para além do nosso sistema solar.”
Mahadevan disse que embora a tecnologia atual não possa gerar imagens diretamente de GJ 251 c, os próximos telescópios serão capazes de examinar a atmosfera do planeta, revelando potencialmente vestígios químicos de vida.
Preparando-se para a próxima geração de telescópios
“Estamos sempre focados no futuro”, disse ele. “Seja garantindo que a próxima geração de estudantes possa participar em pesquisas de ponta, ou projetando e construindo novas tecnologias para detectar planetas potencialmente habitáveis.”
GJ 251 c está em uma posição que futuros telescópios avançados poderão estudar diretamente. Mahadevan e os seus alunos já estão a preparar-se para a era dos telescópios terrestres de 30 metros que transportarão instrumentos capazes de obter imagens de planetas rochosos dentro das zonas habitáveis das estrelas.
“Embora ainda não possamos confirmar se existe atmosfera ou vida em GJ 251 c, o planeta é um alvo promissor para exploração futura”, disse Mahadevan. “Fizemos uma descoberta emocionante, mas ainda há muito que aprender sobre este planeta”.
A National Science Foundation, a NASA e a Heising-Simons Foundation apoiaram esta pesquisa na Penn State.
