Astrônomos do MIT e de outros lugares descobriram um novo sistema multiplanetário dentro de nossa vizinhança galáctica que fica a apenas 10 parsecs, ou cerca de 33 anos-luz, da Terra, tornando-o um dos sistemas multiplanetários conhecidos mais próximos do nosso.
No coração do sistema encontra-se uma pequena e fria estrela anã M, chamada HD 260655, e os astrônomos descobriram que ela hospeda pelo menos dois planetas terrestres do tamanho da Terra. Os mundos rochosos provavelmente não são habitáveis, pois suas órbitas são relativamente estreitas, expondo os planetas a temperaturas muito altas para sustentar a água líquida da superfície.

No entanto, os cientistas estão entusiasmados com esse sistema porque a proximidade e o brilho de sua estrela lhes darão uma visão mais detalhada das propriedades dos planetas e dos sinais de qualquer atmosfera que possam conter.

“Ambos os planetas neste sistema são considerados entre os melhores alvos para o estudo atmosférico por causa do brilho de sua estrela”, diz Michelle Kunimoto, pós-doutoranda no Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT e uma das principais cientistas da descoberta. "Existe uma atmosfera rica em voláteis em torno desses planetas? E há sinais de água ou espécies baseadas em carbono? Esses planetas são fantásticos bancos de teste para essas explorações."

A equipe apresentará sua descoberta hoje (15 de junho) na reunião da American Astronomical Society em Pasadena, Califórnia. Os membros da equipe do MIT incluem Katharine Hesse, George Ricker, Sara Seager, Avi Shporer, Roland Vanderspek e Joel Villaseñor, juntamente com colaboradores de instituições de todo o mundo.

Potência de dados

O novo sistema planetário foi inicialmente identificado pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, uma missão liderada pelo MIT que foi projetada para observar as estrelas mais próximas e mais brilhantes e detectar quedas periódicas na luz que poderiam sinalizar a passagem de um planeta.

Em outubro de 2021, Kunimoto, membro da equipe científica do TESS do MIT, estava monitorando os dados recebidos do satélite quando notou um par de quedas periódicas na luz das estrelas, ou trânsitos, da estrela HD 260655.

Ela executou as detecções através do pipeline de inspeção científica da missão, e os sinais logo foram classificados como dois objetos de interesse do TESS, ou TOIs – objetos que são sinalizados como planetas em potencial. Os mesmos sinais também foram encontrados independentemente pelo Science Processing Operations Center (SPOC), o pipeline oficial de busca de planetas do TESS baseado na NASA Ames. Os cientistas normalmente planejam acompanhar outros telescópios para confirmar que os objetos são de fato planetas.

O processo de classificação e subsequente confirmação de novos planetas pode levar vários anos. Para o HD 260655, esse processo foi reduzido significativamente com a ajuda de dados de arquivo.

Logo após Kunimoto identificar os dois planetas potenciais em torno de HD 260655, Shporer olhou para ver se a estrela foi observada anteriormente por outros telescópios. Por sorte, HD 260655 foi listado em um levantamento de estrelas feito pelo High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES), um instrumento que opera como parte do Observatório Keck no Havaí. HIRES vinha monitorando a estrela, juntamente com uma série de outras estrelas, desde 1998, e os pesquisadores puderam acessar os dados disponíveis publicamente da pesquisa.

O HD 260655 também foi listado como parte de outra pesquisa independente da CARMENES, instrumento que opera como parte do Observatório Calar Alto na Espanha. Como esses dados eram privados, a equipe entrou em contato com membros de HIRES e CARMENES com o objetivo de combinar seu poder de dados.

"Essas negociações às vezes são bastante delicadas", observa Shporer. "Felizmente, as equipes concordaram em trabalhar juntas. Essa interação humana é quase tão importante na obtenção dos dados [quanto as observações reais]".

Puxão planetário

No final, este esforço colaborativo rapidamente confirmou a presença de dois planetas em torno de HD 260655 em cerca de seis meses.

Para confirmar que os sinais do TESS eram de fato de dois planetas em órbita, os pesquisadores analisaram os dados HIRES e CARMENES da estrela. Ambas as pesquisas medem a oscilação gravitacional de uma estrela, também conhecida como sua velocidade radial.

“Cada planeta que orbita uma estrela terá uma pequena atração gravitacional sobre sua estrela”, explica Kunimoto. "O que estamos procurando é qualquer movimento leve dessa estrela que possa indicar que um objeto de massa planetária está puxando-a."

De ambos os conjuntos de dados de arquivo, os pesquisadores encontraram sinais estatisticamente significativos de que os sinais detectados pelo TESS eram de fato dois planetas em órbita.

"Então sabíamos que tínhamos algo muito emocionante", diz Shporer.

A equipe então olhou mais de perto os dados do TESS para identificar as propriedades de ambos os planetas, incluindo seu período orbital e tamanho. Eles determinaram que o planeta interior, apelidado de HD 260655b, orbita a estrela a cada 2,8 dias e é cerca de 1,2 vezes maior que a Terra. O segundo planeta externo, HD 260655c, orbita a cada 5,7 dias e é 1,5 vezes maior que a Terra.

A partir dos dados de velocidade radial de HIRES e CARMENES, os pesquisadores conseguiram calcular a massa dos planetas, que está diretamente relacionada à amplitude com que cada planeta puxa sua estrela. Eles descobriram que o planeta interno tem cerca de duas vezes a massa da Terra, enquanto o planeta externo tem cerca de três massas terrestres. A partir de seu tamanho e massa, a equipe estimou a densidade de cada planeta. O planeta interno menor é um pouco mais denso que a Terra, enquanto o planeta externo maior é um pouco menos denso. Ambos os planetas, com base em sua densidade, são provavelmente terrestres ou rochosos em composição.

Os pesquisadores também estimam, com base em suas órbitas curtas, que a superfície do planeta interno é de 710 kelvins (818 graus Fahrenheit), enquanto o planeta externo está em torno de 560 K (548 F).

"Consideramos essa faixa fora da zona habitável, muito quente para que exista água líquida na superfície", diz Kunimoto.

"Mas pode haver mais planetas no sistema", acrescenta Shporer. "Existem muitos sistemas multiplanetários que hospedam cinco ou seis planetas, especialmente em torno de pequenas estrelas como esta. Esperamos encontrar mais, e um pode estar na zona habitável. Isso é um pensamento otimista." + Explorar mais

Dois exoplanetas rochosos descobertos em torno de uma estrela próxima

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