Astrônomos da Universidade da Califórnia, Irvine, identificaram um exoplaneta localizado na zona habitável de uma estrela, uma região onde as temperaturas podem permitir a existência de água líquida na superfície. A água líquida é considerada essencial para todas as formas de vida conhecidas até o momento. O planeta está em uma parte relativamente próxima da Galáxia de Via Láctea e parece ter uma estrutura rochosa semelhante à da Terra. Ele é várias vezes mais massivo, classificando-se como um “super-Terra”.
A equipe da UC Irvine e seus colaboradores descrevem a análise desse planeta em um artigo recentemente publicado na The Astronomical Journal.
“Encontramos tantos exoplanetas neste ponto que descobrir um novo não é um grande feito”, disse o coautor Paul Robertson, professor associado de física e astronomia da UC Irvine. “O que torna isso especialmente valioso é que sua estrela hospedeira está próxima, a apenas cerca de 18 anos-luz de distância. Cosmicamente falando, é praticamente vizinha.”
Estudando um Planeta Orbitando uma Estrela M-Dwarf Ativa
O planeta recentemente identificado, nomeado GJ 251 c, orbita uma estrela M-dwarf, que é o tipo de estrela mais comum e uma das mais antigas em nossa galáxia. As M-dwarfs frequentemente apresentam atividade estelar significativa, incluindo manchas estelares (regiões frias e escuras na superfície da estrela) e flares (explosões súbitas de energia para fora da estrela). Essas variações podem imitar os sutil sinais de velocidade radial que os astrônomos procuram, tornando às vezes difícil determinar se um planeta está realmente presente.
Mesmo assim, a proximidade do planeta à Terra o torna um forte candidato para imagem direta utilizando o Telescópio de Trinta Metros da Universidade da Califórnia, que está atualmente em desenvolvimento.
Os grandes espelhos planejados para o TMT podem permitir a observação direta de mundos distantes como GJ 251 c e avaliar se água pode estar presente.
“O TMT será o único telescópio com resolução suficiente para imagear exoplanetas como este. Não é possível com telescópios menores”, disse Corey Beard, Ph.D., cientista de dados na Design West Technologies, ex-aluno de pós-graduação do grupo de Robertson e autor principal do estudo.
Instrumentos de Alta Precisão Revelam Sinais Sutil de Planetas
A equipe de pesquisa detectou GJ 251 c utilizando dados do Habitable-zone Planet Finder e NEID – dois instrumentos de precisão projetados para identificar exoplanetas, ambos dos quais Robertson ajudou a desenvolver. Essas ferramentas medem as pequenas influências que um planeta em órbita exerce sobre sua estrela.
À medida que GJ 251 c puxa sua estrela através da gravidade, ele produz pequenas variações periódicas na luz da estrela. O HPF registrou essas variações, conhecidas como assinaturas de velocidade radial, e os astrônomos as usaram para confirmar que a estrela está sendo influenciada por um planeta em órbita.
O HPF também ajuda a reduzir o impacto da atividade estelar da M-dwarf observando no infravermelho – uma região do espectro onde os sinais disruptivos da estrela são mais fracos.
Os modelos computacionais da equipe alcançaram um nível de significância estatística suficiente para classificar GJ 251 c como um candidato a exoplaneta, reforçando a necessidade de imagens diretas com o TMT para verificar suas propriedades.
Preparando-se para Telescópios de Próxima Geração
“Estamos na vanguarda da tecnologia e métodos de análise com este sistema”, disse Beard. “Embora sua descoberta seja estatisticamente significativa, ainda estamos determinando o status do planeta devido à incerteza de nossos instrumentos e métodos. Precisamos da próxima geração de telescópios para imagear diretamente este candidato, mas o que também precisamos é de investimento da comunidade.”
Beard e Robertson esperam que suas descobertas incentivem a comunidade de pesquisa de exoplanetas a realizar estudos adicionais sobre GJ 251 c, especialmente à medida que novos observatórios baseados em terra, como o Telescópio de Trinta Metros, se aproximam do status operacional.
Os colaboradores neste trabalho incluem Jack Lubin da UCLA; Eric Ford e Suvrath Mahadevan da Universidade Estadual da Pensilvânia; Gudmundur Stefansson da Universidade da Holanda; e Eric Wolf da Universidade do Colorado, Boulder.
A pesquisa recebeu apoio da concessão do NSF AST-2108493 para a pesquisa de exoplanetas do HPF e financiamento da NASA/NSF para o programa NN-EXPLORE (número da concessão: 1716038); programa ICAR da NASA 80NSSC23K1399.