p Um grupo de pesquisadores do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), a Universidade de Tóquio, e o Astrobiology Center, entre outros, observou o trânsito de um planeta extrasolar potencialmente semelhante à Terra conhecido como K2-3d usando o instrumento MuSCAT no telescópio de 188 cm do Observatório Astrofísico de Okayama. Um trânsito é um fenômeno em que um planeta passa na frente de sua estrela-mãe, bloqueando uma pequena quantidade de luz da estrela, como uma sombra do planeta. Embora os trânsitos tenham sido observados anteriormente em milhares de outros planetas extrasolares, K2-3d é importante porque existe a possibilidade de abrigar vida extraterrestre. p Ao observar seu trânsito com precisão usando a próxima geração de telescópios, como TMT, os cientistas esperam ser capazes de pesquisar a atmosfera do planeta em busca de moléculas relacionadas à vida, como oxigênio.

p Com apenas as observações anteriores do telescópio espacial, Contudo, os pesquisadores não conseguem calcular o período orbital do planeta com precisão, o que torna mais difícil prever os horários exatos de trânsitos futuros. Este grupo de pesquisa conseguiu medir o período orbital do planeta com alta precisão de cerca de 18 segundos. Isso melhorou muito a precisão da previsão para os tempos de trânsito futuros. Portanto, agora os pesquisadores saberão exatamente quando observar os trânsitos usando a próxima geração de telescópios. O resultado desta pesquisa é um passo importante para a busca por vida extraterrestre no futuro.

p K2-3d

p K2-3d é um planeta extrassolar a cerca de 150 anos-luz de distância que foi descoberto pela missão K2 da NASA (a "segunda luz" do telescópio Kepler) (Nota 1). O tamanho de K2-3d é 1,5 vezes o tamanho da Terra. O planeta orbita sua estrela hospedeira, que tem metade do tamanho do Sol, com um período de cerca de 45 dias. Comparado com a Terra, o planeta orbita perto de sua estrela hospedeira (cerca de 1/5 da distância Terra-Sol). Mas, porque a temperatura da estrela hospedeira é menor do que a do Sol, cálculos mostram que essa é a distância certa para o planeta ter um clima relativamente quente como o da Terra. Existe a possibilidade de que água líquida possa existir na superfície do planeta, aumentando a possibilidade tentadora de vida extraterrestre.

p A órbita de K2-3d está alinhada de modo que, visto da Terra, ele transita (passa na frente de) sua estrela hospedeira. Isso causa, baixo, diminuições periódicas no brilho da estrela, à medida que o planeta bloqueia parte da luz da estrela. Este alinhamento permite aos pesquisadores sondar a composição atmosférica desses planetas por meio da medição precisa da quantidade de luz estelar bloqueada em diferentes comprimentos de onda.

p Cerca de 30 planetas potencialmente habitáveis ​​que também têm órbitas em trânsito foram descobertos pela missão Kepler da NASA, mas a maioria desses planetas orbita mais fraca, estrelas mais distantes. Por estar mais perto da Terra e sua estrela hospedeira é mais brilhante, K2-3d é um candidato mais interessante para estudos de acompanhamento detalhados (ver Figura 2). A diminuição do brilho da estrela hospedeira causada pelo trânsito de K2-3d é pequena, apenas 0,07%. Contudo, espera-se que a próxima geração de grandes telescópios (Nota 2) seja capaz de medir como essa diminuição do brilho varia com o comprimento de onda, possibilitando investigações sobre a composição da atmosfera do planeta. Se houver vida extraterrestre em K2-3d, os cientistas esperam ser capazes de detectar moléculas relacionadas a ele, como oxigênio, na atmosfera.

p Observações MuSCAT e melhorias nas efemérides de trânsito

p O período orbital de K2-3d é de cerca de 45 dias. Uma vez que o período de pesquisa da missão K2 é de apenas 80 dias para cada área do céu, os pesquisadores só puderam medir dois trânsitos nos dados K2. Isso não é suficiente para medir o período orbital do planeta com precisão, então, quando os pesquisadores tentam prever os tempos de trânsitos futuros, criando algo chamado de "efemérides de trânsito, “existem incertezas nos tempos previstos. Essas incertezas aumentam à medida que tentam prever um futuro mais distante. Portanto, observações de trânsito adicionais iniciais e ajustes nas efemérides foram necessários antes que os pesquisadores perdessem o controle do trânsito. Devido à importância do K2-3d, o Telescópio Espacial Spitzer observou dois trânsitos logo após a descoberta do planeta, elevando o total para quatro medições de trânsito. Contudo, a adição de até mesmo uma única medição de trânsito em um futuro distante pode ajudar a produzir efemérides significativamente melhoradas.

p Usando o telescópio refletor Okayama 188 cm e o mais recente instrumento observacional MuSCAT, a equipe observou um trânsito de K2-3d pela primeira vez com um telescópio terrestre. Embora uma diminuição de brilho de 0,07% esteja perto do limite do que pode ser observado com telescópios terrestres, A capacidade do MuSCAT de observar três bandas de comprimento de onda simultaneamente aumentou sua capacidade de detectar o trânsito. Ao reanalisar os dados do K2 e do Spitzer em combinação com esta nova observação, pesquisadores melhoraram muito a precisão das efemérides, determinar o período orbital do planeta em cerca de 18 segundos (1/30 da incerteza original). Essa efeméride de trânsito aprimorada (Figura 3) garante que, quando a próxima geração de grandes telescópios estiver online, eles saberão exatamente quando observar os trânsitos. Assim, os resultados dessas pesquisas ajudam a pavimentar o caminho para futuras pesquisas de vida extraterrestre.

p Trabalho futuro

p A missão NASA K2 continuará até pelo menos fevereiro de 2018, e espera-se que descubra planetas mais habitáveis ​​como K2-3d. Além disso, Sucessor de K2, o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), será lançado em dezembro de 2017. O TESS pesquisará todo o céu por dois anos, e espera-se que detecte centenas de pequenos planetas como K2-3d perto de nosso Sistema Solar. Para caracterizar uma 'Segunda Terra' usando a próxima geração de grandes telescópios, será importante medir as efemérides e as características dos planetas com observações de trânsito adicionais usando telescópios terrestres de tamanho médio. A equipe continuará usando o MuSCAT para pesquisas relacionadas à pesquisa futura de vida extraterrestre.