p Desde meados da década de 1990, quando o primeiro planeta em torno de outra estrela semelhante ao sol foi descoberto, astrônomos têm acumulado o que agora é uma grande coleção de exoplanetas - quase 3, 500 foram confirmados até agora. Em um novo estudo liderado pela Caltech, os pesquisadores classificaram esses planetas da mesma forma que os biólogos identificam novas espécies animais e descobriram que a maioria dos exoplanetas encontrados até agora se enquadra em dois grupos de tamanhos distintos:planetas rochosos semelhantes à Terra e mini-Neptunes maiores. A equipe usou dados da missão Kepler da NASA e do Observatório W. M. Keck. p "Esta é uma nova divisão importante na árvore genealógica dos planetas, análogo a descobrir que mamíferos e lagartos são ramos distintos da árvore da vida, "diz Andrew Howard, professor de astronomia da Caltech e investigador principal da nova pesquisa. O principal autor do novo estudo, a ser publicado em The Astronomical Journal , é Benjamin J. (B. J.) Fulton, um estudante graduado do grupo de Howard que divide seu tempo entre o Caltech e o Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí.

p Em essência, suas pesquisas mostram que nossa galáxia tem uma forte preferência por dois tipos de planetas:planetas rochosos com até 1,75 vezes o tamanho da Terra, e mundos mini-Netuno envoltos em gás, que são de 2 a 3,5 vezes o tamanho da Terra (ou um pouco menores que Netuno). Nossa galáxia raramente faz planetas com tamanhos entre esses dois grupos.

p "Os astrônomos gostam de colocar as coisas em baldes, "diz Fulton." Neste caso, encontramos dois baldes muito distintos para a maioria dos planetas Kepler. "

p Desde a missão Kepler lançada em 2009, identificou e confirmou mais de 2, 300 exoplanetas. O Kepler é especializado em encontrar planetas perto de suas estrelas, então a maioria desses planetas orbita mais de perto do que Mercúrio, que circunda o sol a cerca de um terço da distância Terra-sol. A maioria desses planetas próximos foram encontrados para ter aproximadamente entre o tamanho da Terra e Netuno, que é cerca de 4 vezes o tamanho da Terra. Mas, até agora, descobriu-se que os planetas tinham uma variedade de tamanhos abrangendo essa faixa e não eram conhecidos por se enquadrarem em dois grupos de tamanho.

p “No sistema solar, não há planetas com tamanhos entre a Terra e Netuno, "diz Erik Petigura, co-autor do estudo e um Hubble Postdoctoral Fellow na Caltech. "Uma das grandes surpresas do Kepler é que quase todas as estrelas têm pelo menos um planeta maior do que a Terra, mas menor do que Netuno. Gostaríamos muito de saber como são esses planetas misteriosos e por que não os temos em nossos próprios sistema solar."

p O Kepler encontra planetas procurando por quedas reveladoras na luz das estrelas à medida que passam na frente de suas estrelas. O tamanho do mergulho está correlacionado com o tamanho do planeta. Mas, para saber com precisão os tamanhos dos planetas, os tamanhos das estrelas devem ser medidos.

p A equipe Caltech - junto com colegas de várias instituições, incluindo UC Berkeley, a Universidade do Havaí, Universidade de Harvard, Universidade de Princeton, e a Universidade de Montreal - examinou mais de perto os tamanhos dos planetas Kepler com a ajuda do Observatório Keck. Eles passaram anos obtendo dados espectrais nas estrelas que hospedam 2, 000 planetas Kepler. Os dados espectrais permitiram obter medidas precisas dos tamanhos das estrelas Kepler; essas medidas, por sua vez, permitiu aos pesquisadores determinar tamanhos mais precisos para os planetas orbitando essas estrelas.

p "Antes, classificar os planetas por tamanho era como tentar classificar grãos de areia a olho nu, "diz Fulton." Obter os espectros de Keck é como sair e pegar uma lupa. Pudemos ver detalhes que não podíamos antes. "

p Com os novos dados de Keck, os pesquisadores foram capazes de medir os tamanhos de 2, 000 planetas com 4 vezes mais precisão do que anteriormente. Quando eles examinaram a distribuição dos tamanhos dos planetas, eles encontraram uma surpresa:uma lacuna impressionante entre os grupos de Terras rochosas e mini-Neptunes. Embora alguns planetas caiam na lacuna, a maioria não.

p A causa da lacuna não é clara, mas os cientistas encontraram duas explicações possíveis. O primeiro é baseado na ideia de que a natureza gosta de fazer muitos planetas aproximadamente do tamanho da Terra. Alguns desses planetas, por razões que não são totalmente compreendidas, acabam adquirindo gás suficiente para "pular a lacuna" e se tornarem mini-Neptunes gasosos.

p "Um pouco de hidrogênio e gás hélio percorrem um longo caminho. Então, se um planeta adquirir apenas 1 por cento de hidrogênio e hélio em massa, isso é o suficiente para pular a lacuna, "diz Howard." Esses planetas são como rochas com grandes balões de gás ao seu redor. O hidrogênio e o hélio que estão no balão não contribuem realmente para a massa do sistema como um todo, mas contribui para o volume de uma forma tremenda, tornando os planetas muito maiores em tamanho. "

p A segunda razão possível para que os planetas não pousem na lacuna tem a ver com a perda de gás dos planetas. Se um planeta adquirir apenas um pouco de gás - a quantidade certa para colocá-lo na lacuna - esse gás pode ser queimado quando exposto à radiação da estrela hospedeira.

p "Um planeta teria que ter sorte para pousar na lacuna, e então se isso acontecesse, provavelmente não ficaria lá, "diz Howard." É improvável que um planeta tenha a quantidade certa de gás para pousar na lacuna. E os planetas que têm gás suficiente podem ter suas finas atmosferas explodidas. Ambos os cenários provavelmente eliminam a lacuna nos tamanhos dos planetas que observamos. "

p No futuro, os pesquisadores planejam estudar o conteúdo de elementos pesados ​​desses planetas para aprender mais sobre sua composição. "Estamos vivendo na era dourada da astronomia planetária porque encontramos milhares de planetas ao redor de outras estrelas, "diz Petigura." Atualmente estamos trabalhando para entender do que são feitos esses mini-Neptunes, o que deve ajudar a explicar por que esses planetas se formam tão facilmente em torno de outras estrelas e por que não se formaram em torno do sol. "

p O estudo, intitulado "The California-Kepler Survey. III. Uma lacuna no raio de distribuição de pequenos planetas, "foi financiado pela NASA e pela National Science Foundation.