Entre os mais de 4, 000 exoplanetas conhecidos, KOI-456.04 é algo especial:menos do que o dobro do tamanho da Terra, ele orbita uma estrela parecida com o sol. E faz isso com uma distância estrela-planeta que poderia permitir temperaturas da superfície planetária propícias à vida. O objeto foi descoberto por uma equipe liderada pelo Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar em Göttingen. Sua estrela hospedeira, chamado Kepler-160, realmente emite luz visível; as estrelas centrais de quase todos os outros exoplanetas, por outro lado, emitem radiação infravermelha, são menores e mais tênues que o sol e, portanto, pertencem à classe das estrelas anãs vermelhas.

Telescópios espaciais, como CoRoT, Kepler, e TESS permitiram aos cientistas a descoberta de cerca de 4000 planetas extrasolares (planetas em torno de estrelas distantes) nos últimos 14 anos. A maioria desses planetas são do tamanho do planeta gigante gasoso Netuno, cerca de quatro vezes o tamanho da Terra, e em órbitas relativamente próximas em torno de suas respectivas estrelas hospedeiras. Mas os cientistas também descobriram alguns exoplanetas tão pequenos quanto a Terra que poderiam ser rochosos. E um punhado desses pequenos planetas também está à distância certa de sua estrela hospedeira para ter temperaturas superficiais potencialmente moderadas para a presença de água superficial líquida - o ingrediente essencial para a vida na Terra. "O quadro completo da habitabilidade, Contudo, envolve um olhar para as qualidades da estrela também, "explica o cientista MPS e principal autor do novo estudo, Dr. René Heller. Até agora, quase todos os exoplanetas com menos de duas vezes o tamanho da Terra e com potencial para temperaturas de superfície clemente estão em órbita ao redor de uma anã vermelha.

Estrelas anãs vermelhas são conhecidas por sua vida extremamente longa. A vida em um exoplaneta em órbita ao redor de uma velha estrela anã vermelha poderia potencialmente ter tido o dobro de tempo do que a vida na Terra para se formar e evoluir. Mas a radiação de uma estrela anã vermelha é principalmente infravermelha, em vez de luz visível como a conhecemos. Muitas anãs vermelhas também são notórias por emitir chamas de alta energia e por fritarem seus planetas, que mais tarde se tornaria habitável, com maior luminosidade estelar, desde que essas estrelas sejam jovens. Além disso, sua fraqueza requer que qualquer planeta habitável esteja tão perto da estrela que a gravidade estelar comece a deformar o planeta substancialmente. O aquecimento resultante das marés no planeta poderia desencadear um vulcanismo global fatal. Todas as coisas combinadas, a habitabilidade dos planetas em torno de estrelas anãs vermelhas é fortemente debatida na comunidade científica.

Em seu novo artigo de pesquisa, a equipe de cientistas do MPS, o Observatório Sonneberg, a Universidade de Göttingen, a Universidade da Califórnia em Santa Cruz, e da NASA agora relata a descoberta de um candidato a planeta com menos de duas vezes o tamanho da Terra e com iluminação moderada de uma estrela semelhante ao sol. A uma distância de pouco mais de 3.000 anos-luz do sistema solar, a estrela Kepler-160 estava localizada no campo de visão da missão primária Kepler e foi continuamente observada de 2009 a 2013. Seu raio de 1,1 raios solares, sua temperatura de superfície de 5200 graus Celsius (300 graus a menos que o sol), e sua luminosidade estelar muito semelhante ao sol torna-o um retrato astrofísico de nossa própria estrela-mãe.

Kepler-160 é conhecido há cerca de seis anos por ser uma estrela hospedeira de dois exoplanetas, chamado Kepler-160b e Kepler-160c. Ambos os planetas são substancialmente maiores do que a Terra e em órbitas relativamente próximas em torno de sua estrela. Suas temperaturas de superfície certamente os tornariam mais quentes do que um forno e tudo, menos hospitaleiro para a vida como a conhecemos. Mas pequenas variações no período orbital do planeta Kepler-160c deram aos cientistas a assinatura de um terceiro planeta que ainda não foi confirmada.

A equipe de cientistas alemães e americanos agora retornou aos dados de arquivo do Kepler-160 para pesquisar planetas adicionais ao redor dessa estrela e para verificar a origem planetária do perturber da órbita do Kepler-160c. Heller e seus colegas já haviam obtido sucesso em encontrar um total de 18 exoplanetas em dados antigos do Kepler.

Ao procurar por exoplanetas, os cientistas geralmente procuram variações repetidas de brilho das estrelas. Essas luzes temporárias, geralmente apenas um por cento ou menos do brilho estelar aparente, pode ser causado por planetas que transitam nos discos de suas estrelas hospedeiras vistas da Terra. A ideia principal de Michael Hippke, co-autor do novo trabalho, e Heller deveria usar um modelo físico detalhado da variação de brilho estelar em vez de procurar um padrão de brilho passo-a-passo e depois voltar ao normal em curvas de luz estelar. Essa aproximação semelhante a uma caixa costumava ser a técnica de pesquisa padrão por quase duas décadas. “Nosso aprimoramento é particularmente importante na busca de pequenos, Planetas do tamanho da Terra, "Heller explica." O sinal planetário é tão fraco que fica quase totalmente oculto no ruído dos dados. Nossa nova máscara de pesquisa é um pouco melhor em separar um verdadeiro sinal exoplanetário do ruído nos casos críticos, "Heller acrescenta.

Seu novo algoritmo de busca foi crucial para a descoberta do novo candidato a planeta em trânsito KOI-456.04. "Nossa análise sugere que o Kepler-160 é orbitado não por dois, mas por um total de quatro planetas, "Heller resume o novo estudo. Um dos dois planetas que Heller e seus colegas encontraram é o Kepler-160d, o planeta anteriormente suspeito responsável pela órbita distorcida do Kepler-160c. O Kepler-160d não mostra trânsitos na curva de luz da estrela e, portanto, foi confirmado indiretamente. O outro planeta, formalmente um candidato a planeta, é KOI-456.04, provavelmente um planeta em trânsito com um raio de 1,9 raio da Terra e um período orbital de 378 dias. Dada sua estrela hospedeira semelhante ao sol, o período orbital muito parecido com a Terra resulta em uma insolação muito parecida com a da Terra da estrela - tanto em termos da quantidade de luz recebida quanto em termos da cor da luz. A luz do Kepler-160 é uma luz visível muito parecida com a luz solar. Todas as coisas consideradas, KOI-456.04 fica em uma região da zona habitável estelar - a faixa de distância em torno de uma estrela que admite água de superfície líquida em um planeta semelhante à Terra - que é comparável à posição da Terra em torno do sol.

"KOI-456.01 é relativamente grande em comparação com muitos outros planetas considerados potencialmente habitáveis. Mas é a combinação desse tamanho menor do que o dobro do planeta Terra e sua estrela hospedeira do tipo solar que o torna tão especial e familiar, "Heller esclarece. Como consequência, as condições da superfície em KOI-456.04 podem ser semelhantes às conhecidas na Terra, contanto que sua atmosfera não seja muito massiva e não parecida com a da Terra. A quantidade de luz recebida de sua estrela hospedeira é cerca de 93% da luz solar recebida na Terra. Se KOI-456.04 tem uma atmosfera predominantemente inerte com um leve efeito estufa semelhante ao da Terra, então sua temperatura de superfície seria de +5 graus Celsius em média, que é cerca de dez graus mais baixa do que a temperatura global média da Terra.

Atualmente, não pode ser completamente descartado que KOI-456.04 seja na verdade um acaso estatístico ou um erro de medição sistemático em vez de um planeta genuíno. A equipe estima que as chances de uma natureza planetária de KOI-456.04 ser cerca de 85% pró-planeta. A obtenção de um status planetário formal requer 99%. Embora alguns dos mais poderosos telescópios terrestres da Terra possam validar este candidato com observações de um de seus próximos trânsitos, there is also a good chance that the PLATO space mission of ESA will be capable of a confirmation. PLATO is scheduled for launch in 2026 and one of its major science goals is the discovery of Earth-sized planets around sun-like stars. The MPS is currently building the PLATO Data Center and deeply involved in the PLATO mission. If PLATO will be oriented in such a way as to re-observe the field of view of the Kepler primary mission, then KOI-456.04 will have a chance of being confirmed and studied in even more detail with PLATO.