Cientistas do MIT e de outros lugares analisaram dados do K2, a missão de acompanhamento do Telescópio Espacial Kepler da NASA, e descobriram um tesouro de possíveis exoplanetas entre cerca de 50, 000 estrelas.

Em um jornal que aparece online hoje no Astronomical Journal , os cientistas relatam a descoberta de quase 80 novos candidatos planetários, incluindo um destaque particular:um provável planeta que orbita a estrela HD 73344, que seria o planeta hospedeiro mais brilhante já descoberto pela missão K2.

O planeta parece orbitar HD 73344 a cada 15 dias, e com base na quantidade de luz que ele bloqueia cada vez que passa na frente de sua estrela, os cientistas estimam que o planeta seja cerca de 2,5 vezes o tamanho da Terra e 10 vezes mais massivo. Também é provável que seja incrivelmente quente, com uma temperatura em algum lugar na faixa de 1, 200 para 1, 300 graus Celsius, ou cerca de 2, 000 graus Fahrenheit - mais ou menos a temperatura da lava de um vulcão em erupção.

O planeta está a uma distância relativamente próxima de 35 parsecs, ou cerca de 114 anos-luz da Terra. Devido à sua proximidade e ao fato de orbitar uma estrela muito brilhante, os cientistas acreditam que o planeta é um candidato ideal para estudos posteriores para determinar sua composição atmosférica e outras características.

"Achamos que provavelmente seria mais parecido com um menor, versão mais quente de Urano ou Netuno, "diz Ian Crossfield, um professor assistente de física no MIT que co-liderou o estudo com o estudante de graduação Liang Yu.

A nova análise também se destaca pela rapidez com que foi realizada. Os pesquisadores puderam usar as ferramentas existentes desenvolvidas no MIT para pesquisar rapidamente gráficos de intensidade de luz chamados "curvas de luz" de cada uma das 50, 000 estrelas que o K2 monitorou em suas duas recentes campanhas de observação. Eles rapidamente identificaram os candidatos planetários e divulgaram as informações para a comunidade astronômica poucas semanas depois que a missão K2 disponibilizou os dados brutos da espaçonave. Uma análise típica desse tipo leva de vários meses a um ano.

Crossfield diz que uma busca tão rápida de planetas permite aos astrônomos fazer o acompanhamento com telescópios terrestres muito mais cedo do que fariam de outra forma, dando-lhes uma chance de vislumbrar os candidatos planetários antes que a Terra passe por aquele trecho específico do céu em seu caminho ao redor do sol.

Essa velocidade também será uma necessidade quando os cientistas começarem a receber dados do Transiting Exoplanet Survey Satellite da NASA, TESS, que é projetado para monitorar estrelas próximas em faixas de 30 dias e, por fim, cobrirá quase todo o céu.

"Quando os dados TESS caem, vai demorar alguns meses antes de todas as estrelas que TESS olhou para aquele mês 'definir' para o ano, "Crossfield diz." Se conseguirmos os candidatos rapidamente para a comunidade, todos podem começar a observar imediatamente os sistemas descobertos pelo TESS, e fazendo muita ciência planetária excelente. Portanto, esta [análise] foi realmente um ensaio geral para a TESS. "

Quedas de velocidade

A equipe analisou os dados das campanhas de observação 16 e 17 do K2, conhecido como C16 e C17. Durante cada campanha, K2 observa um pedaço do céu por 80 dias. O telescópio está em uma órbita que segue a Terra enquanto ela gira em torno do sol. Para a maioria das outras campanhas, K2 está em uma orientação "voltada para trás", em que o telescópio observa as estrelas que estão essencialmente em seu espelho retrovisor.

Uma vez que o telescópio viaja atrás da Terra, aquelas estrelas que ele observa normalmente não são observáveis ​​pelos cientistas até que o planeta circule de volta ao redor do sol para aquela parte específica do céu, quase um ano depois. Assim, para campanhas voltadas para a retaguarda, Crossfield diz que houve pouca motivação para analisar os dados do K2 rapidamente.

As campanhas C16 e C17, por outro lado, estavam voltados para a frente; K2 observou as estrelas que estavam na frente do telescópio e dentro do campo de visão da Terra, pelo menos nos próximos meses. Crossfield, Yu, e seus colegas aproveitaram isso como uma oportunidade para acelerar a análise usual dos dados K2, para dar aos astrônomos a chance de observar rapidamente os candidatos planetários antes que a Terra passasse por eles.

Durante C16, K2 observou 20, 647 estrelas em 80 dias, entre 7 de dezembro, 2017, e 25 de fevereiro, 2018. Em 28 de fevereiro, a missão divulgou os dados, na forma de imagens em nível de pixel, para a comunidade de astronomia. Yu e Crossfield imediatamente começaram a vasculhar os dados, usando algoritmos desenvolvidos no MIT para separar o campo de 20, 000 algumas estrelas a 1, 000 estrelas de interesse.

A equipe então trabalhou 24 horas por dia, olhando por estes 1, 000 estrelas a olho para sinais de trânsitos, ou quedas periódicas na luz das estrelas que podem sinalizar a passagem de um planeta. No fim, eles descobriram 30 candidatos de planeta de "mais alta qualidade", cujas assinaturas periódicas são especialmente prováveis ​​de serem causadas por planetas em trânsito.

"Nossa experiência com quatro anos de dados K2 nos leva a acreditar que a maioria destes são planetas reais, pronto para ser confirmado ou validado estatisticamente, "os pesquisadores escrevem em seu artigo.

Eles também identificaram um número semelhante de candidatos a planetas na recente análise C17. Além desses candidatos planetários, o grupo também escolheu centenas de sinais periódicos que poderiam ser assinaturas de fenômenos astrofísicos, como estrelas pulsantes ou giratórias, e pelo menos uma supernova em outra galáxia.

Estrelas de espadas

Embora a natureza de uma estrela não mude normalmente ao longo de um ano, Crossfield diz que quanto mais cedo os pesquisadores puderem acompanhar um possível trânsito planetário, a melhor chance de confirmar que um planeta realmente existe.

"Você quer observar [os candidatos] novamente relativamente em breve, para não perder o trânsito completamente, "Crossfield diz." Você pode ser capaz de dizer, 'Eu sei que existe um planeta ao redor dessa estrela, mas não tenho mais certeza de quando os trânsitos acontecerão. ' Essa é outra motivação para acompanhar essas coisas mais rapidamente. "

Desde que a equipe divulgou seus resultados, astrônomos validaram quatro dos candidatos como exoplanetas definitivos. Eles têm observado outros candidatos que o estudo identificou, incluindo o possível planeta orbitando HD 73344. Crossfield diz que o brilho desta estrela, combinada com a velocidade com a qual seu candidato planetário foi identificado, pode ajudar os astrônomos a se concentrarem rapidamente em recursos ainda mais específicos deste sistema.

"Encontramos um dos planetas mais emocionantes que o K2 encontrou em toda a sua missão, e fizemos isso mais rapidamente do que qualquer esforço feito antes, "Crossfield diz." Isso está mostrando o caminho a seguir para como a missão TESS vai fazer a mesma coisa em espadas, em todo o céu, pelos próximos anos. "

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.