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Telescópio espacial Kepler confirma primeira deteção, 10 anos depois
2019 março 05

Imagem artística do sistema Kepler-1658. (Crédito: Gabriel Perez Diaz/Instituto de Astrofísica de Canárias)Tiago Campante
Uma equipa internacional1, que incluiu Tiago Campante do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA2), confirmou o primeiro candidato a exoplaneta identificado pelo telescópio espacial Kepler (NASA), observado há cerca de 10 anos. A confirmação do exoplaneta Kepler-1658 b foi aceite para publicação3 na revista The Astronomical Journal.

Para Tiago Campante (IA & Faculdade de Ciências da Universidade do Porto) “A confirmação da natureza planetária de Kepler-1658 b, dez anos após o lançamento do satélite Kepler, é um exemplo de como não é de todo trivial a validação de novos exoplanetas, especialmente aqueles que são detetados pelo método dos trânsitos4.”

O Kepler detetou milhares de candidatos a exoplanetas, através do método dos trânsitos. Como há vários fenómenos astronómicos que podem imitar um trânsito planetário, as suas deteções são classificadas como “candidatos”, sendo necessária uma análise posterior mais detalhada para confirmar se não são falsos positivos.

Apesar de ter sido a primeira deteção do telescópio espacial Kepler, o caminho para a confirmação do Kepler-1658 b, também conhecido por KOI4b (Kepler Object of Interest 4b) foi complicado. A estimativa inicial do tamanho do planeta estava errada, pois era baseada no tamanho da sua estrela mãe, cujo diâmetro estava subestimado. Mais tarde foi considerado como falso positivo quando os efeitos detetados na estrela não correspondiam ao que se esperava para uma estrela daquele tamanho. Para Campante: “Esta é mais uma prova de que, para compreendermos melhor os planetas, temos primeiro de conhecer a sua estrela mãe em detalhe.

O trabalho de doutoramento de Ashley Chontos (Universidade do Havai), a primeira autora do artigo, consiste precisamente em reanalisar as estrelas observadas pelo Kepler. Tiago Campante explica que: “Através da análise das ondas sonoras retidas no interior da estrela, técnica designada de asterossismologia5, foi possível reavaliar com precisão o tamanho da estrela.

Esta técnica permitiu a Chontos determinar que a estrela era afinal maior do que se pensava. “O facto de a estrela ser três vezes maior do que originalmente se pensava significa que o seu planeta também é três vezes maior. Podemos assim afirmar com elevado grau de confiança que o planeta Kepler-1658 b é um júpiter quente, orbitando a estrela em 3,8 dias.” esclarece Campante.

A estrela Kepler-1658 é 50% mais massiva e três vezes maior do que o Sol, com o planeta Kepler-1658 b a orbitar a uma distância de apenas 0,05 unidades astronómicas (cerca de 8 vezes mais próximo do que Mercúrio está do Sol), o que o torna num dos planetas mais próximos de uma estrela mais velha do que o Sol. Este tipo de planetas é raro, e o porquê do seu reduzido número é ainda pouco compreendido.

A natureza extrema deste sistema planetário irá permitir aos astrónomos perceber melhor os limites físicos da interação que provoca a queda em espiral de um planeta para a superfície da sua estrela. Os dados preliminares apontam para que este processo seja mais lento do que se pensava, e que por isso não será a principal causa da escassez deste tipo de planetas.


Notas
  1. A equipa é composta por  Ashley Chontos (Institute for Astronomy, U. of Hawai‘i & NSF Graduate Research Fellow) ; Daniel Huber e Travis Berger ((Institute for Astronomy, U. of Hawai‘i) ; David W. Latham e Allyson Bieryla (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) ; Vincent Van Eylen (Dep. of Astrophysical Sciences, Princeton U. & Leiden Observatory, Leiden U.) ; Timothy R. Bedding e Isabel L. Colman (Sydney Institute for Astronomy (SIfA), School of Physics, U. of Sydney & Stellar Astrophysics Centre, Department of Physics and Astronomy, Aarhus U.) ; Lars A. Buchhave (DTU Space, National Space Institute, Technical University of Denmark) ; Tiago Campante (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço & Faculdade de Ciências da Universidade do Porto); William J. Chaplin e Guy Davies (School of Physics and Astronomy, U. of Birmingham & Stellar Astrophysics Centre, Department of Physics and Astronomy, Aarhus U.) ; Jeff L. Coughlin (NASA Ames Research Center & SETI Institute) ; Teruyuki Hirano (Dep. of Earth and Planetary Sciences, Tokyo Institute of Technology & Institute for Astronomy, U. of Hawai‘i) ; Andrew W. Howard (Dep. of Astronomy, California Institute of Technology) ; Howard Isaacson (Astronomy Department, U. of California).
  2. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a maior unidade de investigação na área das Ciências do Espaço em Portugal, integrando investigadores da Universidade do Porto e da Universidade de Lisboa, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação que a Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) encomendou à European Science Foundation (ESF). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela FCT/MCES (UID/FIS/04434/2019).
  3. O artigo “The Curious Case of KOI 4: Confirming Kepler's First Exoplanet Detection” foi aceite para publicação na revista The Astronomical Journal (disponível aqui).
  4. O Método dos Trânsitos consiste na medição da diminuição da luz de uma estrela, provocada pela passagem de um exoplaneta à frente dessa estrela (algo semelhante a um micro-eclipse). Através de um trânsito é possível determinar apenas o raio do planeta. Este método é complicado de usar, porque exige que o(s) planeta(s) e a estrela estejam exatamente alinhados com a linha de visão do observador.
  5. A Asterossismologia é o estudo do interior das estrelas, através da sua atividade sísmica medida à superfície. Em sismologia, os diferentes modos de vibração de um tremor de Terra podem ser usados para estudar o interior da Terra, de forma a obter dados acerca da composição e profundidade das diversas camadas. De uma forma semelhante, as oscilações observadas à superfície de uma estrela também podem ser usadas para inferir dados sobre a estrutura interna e composição da estrela.

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