Cientistas do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar (MPS), a Universidade Georg August de Göttingen, e o Observatório Sonneberg descobriram 18 planetas do tamanho da Terra além do sistema solar. Os mundos são tão pequenos que pesquisas anteriores os ignoraram. Um deles é um dos menores conhecidos até agora; outro poderia oferecer condições favoráveis ​​à vida. Os pesquisadores analisaram novamente uma parte dos dados do Telescópio Espacial Kepler da NASA com um método novo e mais sensível que desenvolveram. A equipe estima que seu novo método tem o potencial de encontrar mais de 100 exoplanetas adicionais em todo o conjunto de dados da missão Kepler. Os cientistas descrevem seus resultados na revista Astronomia e Astrofísica .

Um pouco mais de 4000 planetas orbitando estrelas fora de nosso sistema solar são conhecidos até agora. Destes chamados exoplanetas, cerca de 96 por cento são significativamente maiores do que a nossa Terra, a maioria deles mais comparável com as dimensões dos gigantes gasosos Netuno ou Júpiter. Esta porcentagem provavelmente não reflete as condições reais no espaço, Contudo, já que os planetas pequenos são muito mais difíceis de rastrear do que os grandes. Além disso, pequenos mundos são alvos fascinantes na busca por seres semelhantes à Terra, planetas potencialmente habitáveis ​​fora do sistema solar.

Os 18 mundos recém-descobertos se enquadram na categoria de planetas do tamanho da Terra. O menor deles tem apenas 69% do tamanho da Terra; o maior tem pouco mais do que o dobro do raio da Terra. E eles têm outra coisa em comum:todos os 18 planetas não puderam ser detectados nos dados do Telescópio Espacial Kepler até agora. Algoritmos de pesquisa comuns não eram sensíveis o suficiente.

Em sua busca por mundos distantes, os cientistas costumam usar o chamado método de trânsito para procurar estrelas com quedas de brilho periódicas e recorrentes. Se uma estrela tiver um planeta cujo plano orbital está alinhado com a linha de visão da Terra, o planeta oculta uma pequena fração da luz estelar ao passar na frente da estrela uma vez por órbita.

"Algoritmos de pesquisa padrão tentam identificar quedas repentinas no brilho, "explica o Dr. Rene Heller do MPS, primeiro autor das publicações atuais. "Na realidade, Contudo, um disco estelar parece ligeiramente mais escuro na borda do que no centro. Quando um planeta se move na frente de uma estrela, portanto, inicialmente bloqueia menos a luz das estrelas do que no meio do trânsito. O escurecimento máximo da estrela ocorre no centro do trânsito, pouco antes de a estrela se tornar gradualmente mais brilhante novamente, " ele explica.

Grandes planetas tendem a produzir variações de brilho profundas e claras de suas estrelas hospedeiras, de modo que a variação sutil de brilho do centro para os membros da estrela dificilmente desempenha um papel em sua descoberta. Planetas pequenos, Contudo, apresentam aos cientistas desafios imensos. Seu efeito sobre o brilho estelar é tão pequeno que é extremamente difícil distingui-lo das flutuações naturais do brilho da estrela e do ruído que necessariamente vem com qualquer tipo de observação. A equipe de René Heller agora conseguiu mostrar que a sensibilidade do método de trânsito pode ser melhorada significativamente, se uma curva de luz mais realista for assumida no algoritmo de pesquisa.

"Nosso novo algoritmo ajuda a desenhar uma imagem mais realista da população de exoplanetas no espaço, "resume Michael Hippke, do Observatório de Sonneberg." Este método constitui um avanço significativo, especialmente na busca por planetas semelhantes à Terra. "

Os pesquisadores usaram dados do telescópio espacial Kepler da NASA como um teste para seu novo algoritmo. Na primeira fase da missão de 2009 a 2013, O Kepler registrou as curvas de luz de mais de 100, 000 estrelas, resultando na descoberta de mais de 2300 planetas. Após um defeito técnico, o telescópio teve que ser usado em um modo de observação alternativo, chamada de missão K2, mas, no entanto, monitorou mais de outros 100, 000 estrelas até o final da missão em 2018. Como primeira amostra de teste para seu novo algoritmo, os pesquisadores decidiram reanalisar todas as 517 estrelas do K2 que já eram conhecidas por hospedar pelo menos um planeta em trânsito.

Além dos planetas previamente conhecidos, os pesquisadores descobriram 18 novos objetos que haviam passado despercebidos. "Na maioria dos sistemas planetários que estudamos, os novos planetas são os menores, "o co-autor Kai Rodenbeck da Universidade de Göttingen e MPS descreve os resultados. Além disso, a maioria dos novos planetas orbita sua estrela mais perto do que seus companheiros planetários anteriormente conhecidos. As superfícies desses novos planetas, portanto, provavelmente têm temperaturas bem acima de 100 graus Celsius; alguns até têm temperaturas de até 1000 graus Celsius. Apenas um dos corpos é uma exceção:provavelmente orbita sua estrela anã vermelha dentro da chamada zona habitável. A esta distância favorável de sua estrela, este planeta pode oferecer condições sob as quais a água líquida poderia ocorrer em sua superfície - um dos pré-requisitos básicos para a vida como a conhecemos na Terra.

Claro, os pesquisadores não podem descartar que seu método, também, é cego para outros planetas nos sistemas que investigaram. Em particular, planetas pequenos a grandes distâncias de suas estrelas hospedeiras são conhecidos por serem problemáticos. Eles exigem mais tempo para completar uma órbita completa do que os planetas orbitando suas estrelas mais perto. Como consequência, os trânsitos de planetas em órbitas amplas ocorrem com menos frequência, o que torna seus sinais ainda mais difíceis de detectar.

O novo método desenvolvido por Heller e seus colegas abre possibilidades fascinantes. Além das 517 estrelas que estão sendo investigadas, a missão Kepler também oferece conjuntos de dados para centenas de milhares de outras estrelas. Os pesquisadores presumem que seu método permitirá que eles encontrem mais de 100 outros mundos do tamanho da Terra nos dados da missão primária do Kepler. "Este novo método também é particularmente útil para preparar a próxima missão PLATO a ser lançada em 2026 pela Agência Espacial Europeia, "diz o Prof. Dr. Laurent Gizon, Diretor Gerente do MPS. PLATO vai descobrir e caracterizar muitos outros sistemas multiplanetários em torno de estrelas semelhantes ao Sol, alguns dos quais serão capazes de abrigar vida.