Dados de arquivo da missão K2 revelam candidato a planeta do tamanho da Terra com ano de 355 dias

Dados de arquivo do K2 revelam candidato a planeta do tamanho da Terra com um ano de 355 dias

Nos vastos arquivos digitalizados de missões espaciais extintas, os astrônomos continuam a encontrar joias escondidas que passaram despercebidas durante as inspeções iniciais. Uma equipe de pesquisadores, liderada por Alexander Venner da University of Southern Queensland, anunciou a descoberta de um novo e convincente candidato a exoplaneta orbitando a brilhante estrela anã K HD 137010. O candidato, designado HD 137010 b, foi identificado por meio de um único evento de trânsito de dez horas de duração capturado durante a missão K2 em 2017. O que torna esta descoberta particularmente significativa é a sua notável semelhança com o nosso próprio mundo: o planeta é quase idêntico em tamanho à Terra e segue uma órbita que espelha um ano terrestre.

A descoberta, detalhada num artigo que envolve pesquisadores da University of Southern Queensland, Harvard & Smithsonian e NASA Ames Research Center, destaca o valor duradouro da missão secundária do Telescópio Espacial Kepler, a K2. Enquanto a missão original Kepler passou quatro anos observando um único pedaço do céu para encontrar planetas semelhantes à Terra, a missão K2 foi forçada a observar diferentes campos ao longo do plano da eclíptica por durações mais curtas de aproximadamente 80 dias. Este intervalo de tempo restrito normalmente impede a detecção de planetas de longo período, que requerem múltiplos trânsitos para confirmar as suas órbitas. No entanto, ao analisar meticulosamente os dados em busca de eventos de trânsito único, a equipe de pesquisa ultrapassou os limites do que os dados de arquivo podem revelar.

A descoberta de HD 137010 b

A identificação do HD 137010 b começou com a inspeção visual de curvas de luz da Campanha 15 da K2. Hans Martin Schwengeler, um cientista cidadão que trabalha com o projeto Planet Hunters, sinalizou pela primeira vez a característica de trânsito único. O evento, que durou cerca de 10 horas, mostrou uma queda superficial no brilho da estrela de apenas 225 partes por milhão (ppm). Um sinal tão sutil é notoriamente difícil de detectar; no entanto, como a HD 137010 é uma estrela relativamente brilhante de décima magnitude, a precisão fotométrica alcançada foi excepcionalmente alta — atingindo um nível de 8,5 ppm, perto do limite teórico dos instrumentos da sonda espacial.

Para validar a descoberta, a equipe — incluindo Chelsea X. Huang e Shishir Dholakia — realizou uma análise rigorosa para descartar "falsos positivos", como binárias de eclipse de fundo ou falhas instrumentais. Ao cruzar a fotometria da K2 com imagens históricas, dados de arquivo de velocidade radial e astrometria, os pesquisadores concluíram que o sinal era de natureza astrofísica e ocorreu na estrela-alvo. "Nossa análise indica fortemente que o evento foi astrofísico, ocorreu no alvo e pode ser melhor explicado por um candidato a planeta em trânsito", observaram os autores em seu relatório.

Definindo um candidato de trânsito único

O método de trânsito baseia-se na passagem de um planeta entre a sua estrela hospedeira e o observador, causando uma queda temporária no brilho aparente da estrela. Embora os sistemas automatizados sejam excelentes a encontrar planetas com períodos orbitais curtos que transitam muitas vezes, eles frequentemente ignoram eventos únicos. As detecções de trânsito único são tecnicamente desafiadoras porque não fornecem um período orbital imediato. Em vez disso, os pesquisadores devem estimar o período com base na duração do trânsito e nas propriedades conhecidas da estrela hospedeira.

No caso do HD 137010 b, a duração do trânsito de 10 horas forneceu uma pista vital. Dado o tamanho e a massa da anã K hospedeira, um trânsito desta duração implica uma órbita larga. Se a órbita for circular, a equipe estima um período orbital de aproximadamente 355 dias — notavelmente próximo de um ano terrestre. Isso torna o HD 137010 b um exemplo raro de um planeta de longo período detectado através de um evento único, um feito que raramente foi alcançado para candidatos do tamanho da Terra que orbitam estrelas semelhantes ao Sol.

Perfil físico: Um vizinho do tamanho da Terra

As características físicas do HD 137010 b colocam-no numa categoria exclusiva de exoplanetas "do tamanho da Terra". A equipe de pesquisa calculou um raio de 1,06 vezes o da Terra, tornando-o um quase gêmeo do nosso planeta natal em termos de escala. Sua estrela hospedeira, HD 137010, é uma anã K, que é ligeiramente menor, mais fria e tem vida mais longa que o nosso Sol. Este tipo de estrela é cada vez mais visto como um hospedeiro ideal para mundos potencialmente habitáveis, porque proporcionam um ambiente de radiação mais estável ao longo de bilhões de anos.

A distância orbital estimada para o candidato é de cerca de 0,88 Unidades Astronômicas (UA), colocando-o a uma distância da sua estrela comparável à separação Terra-Sol. Como a estrela hospedeira é menos luminosa que o Sol, esta distância resulta num ambiente muito mais frio do que o da Terra. A descoberta representa um marco significativo, já que a maioria dos planetas do tamanho da Terra encontrados por missões atuais como a TESS orbitam estrelas anãs M muito menores ou têm períodos orbitais extremamente curtos e escaldantes.

Estimativas de habitabilidade e temperatura

A temperatura é um fator crítico na determinação da habitabilidade de um mundo. Com base na sua órbita projetada, o HD 137010 b recebe um fluxo estelar incidente de aproximadamente 0,29 vezes o da Terra. Isto coloca o planeta perto da borda externa da zona habitável da estrela — a região onde a água líquida poderia teoricamente existir na superfície de um planeta. Dependendo da sua composição atmosférica, o HD 137010 b pode ser uma Terra "fria" ou talvez mais parecido com uma versão temperada de Marte.

Embora os pesquisadores alertem que o período orbital exato permanece um valor "projetado" devido à natureza de trânsito único dos dados, as propriedades do candidato são, no entanto, tentadoras. Mesmo que se situe na fronteira gélida da zona habitável, continua a ser um dos poucos candidatos do tamanho da Terra que orbitam uma estrela do tipo solar (FGK) que não é uma "Terra quente". A presença de um mundo assim sugere que os dados da missão K2 ainda contêm um potencial inexplorado para a identificação de ambientes terrestres temperados.

A importância de estrelas hospedeiras brilhantes

Um dos aspectos mais empolgantes do HD 137010 b é o brilho de sua estrela hospedeira. Com uma magnitude V de 10,1, a HD 137010 é significativamente mais brilhante do que as estrelas distantes visadas pela missão Kepler original. O brilho é a "moeda" do acompanhamento exoplanetário; ele permite medições de velocidade radial de alta precisão para determinar a massa do planeta e possibilita a futura caracterização atmosférica via espectroscopia.

Steve B. Howell, do NASA Ames Research Center, e outros coautores enfatizam que este é o primeiro candidato a planeta do tamanho da Terra com um período orbital semelhante ao da Terra transitando uma estrela suficientemente brilhante para um acompanhamento substancial. A maioria das descobertas anteriores do Kepler deste tipo são demasiado fracas para os telescópios atuais pesarem os planetas ou sondarem a sua atmosfera. O HD 137010 b, no entanto, oferece um alvo acessível para a próxima geração de instrumentos astronômicos.

O legado da K2 e direções futuras

A descoberta do HD 137010 b serve como um testemunho do legado do Telescópio Espacial Kepler. Mesmo anos após o fim da sua missão, os seus dados continuam a ser uma mina de ouro para descobertas quando combinados com técnicas analíticas modernas e a dedicação de cientistas cidadãos. Ao preencher a lacuna entre as descobertas de período curto da TESS e o olhar profundo da missão Kepler original, a K2 proporcionou uma janela única para a população de planetas terrestres de longo período.

Olhando para o futuro, a equipe de pesquisa sugere que missões futuras como a PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars), com lançamento previsto para 2026, serão projetadas especificamente para encontrar mais mundos como o HD 137010 b. Até lá, o HD 137010 b permanece como um candidato de alta prioridade para observatórios terrestres. Confirmar o seu período de 355 dias e medir a sua massa serão os próximos passos para compreender se este mundo distante é verdadeiramente um irmão da Terra ou um vestígio congelado nos confins do seu sistema solar.