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Astronomia16/03/2022

Ops! Falha científica: alguns exoplanetas são na verdade estrelas

Entre milhares de exoplanetas conhecidos, astrônomos do MIT sinalizaram três que são realmente estrelas. A imagem apresenta uma interpretação artística de estrelas e planetas. Crédito: Nasa

16/03/22 - 08h50min

Os primeiros planetas além do Sistema Solar foram descobertos há 30 anos. Desde então, cerca de 5 mil exoplanetas foram confirmados em nossa galáxia, a Via Láctea. Os astrônomos detectaram outros 5 mil candidatos a planetas – objetos que podem ser planetas, mas ainda não foram confirmados. Agora, a lista de planetas diminuiu em pelo menos três.

Em estudo publicado na revista The Astronomical Journal, astrônomos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT, nos EUA) relatam que três e potencialmente quatro planetas originariamente descobertos pelo Telescópio Espacial Kepler, da Nasa, são de fato classificados erroneamente. Em vez disso, esses planetas suspeitos são provavelmente pequenas estrelas.

A equipe usou medições atualizadas de estrelas que hospedam exoplanetas para verificar novamente o tamanho desses planetas e identificou três que são simplesmente grandes demais para serem planetas. Com novas e melhores estimativas de propriedades estelares, os pesquisadores descobriram que os três objetos, conhecidos como Kepler-854b, Kepler-840b e Kepler-699b, agora são estimados entre duas e quatro vezes o tamanho de Júpiter.

Status suspeito

“A maioria dos exoplanetas são do tamanho de Júpiter ou muito menores. Duas vezes [o tamanho de] Júpiter já é suspeito. Maior do que isso não pode ser um planeta, que foi o que encontramos”, disse o primeiro autor do estudo, Prajwal Niraula, aluno de pós-graduação no Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT.

Um quarto planeta, Kepler-747b, tem cerca de 1,8 vez o tamanho de Júpiter, o que é comparável aos maiores planetas confirmados. Mas Kepler-747b está relativamente longe de sua estrela, e a quantidade de luz que recebe é muito pequena para sustentar um planeta de seu tamanho. O status planetário do Kepler-747b, conclui a equipe, é suspeito, mas não totalmente implausível.

“No geral, este estudo torna a lista atual de planetas mais completa”, disse Avi Shporer, cientista pesquisador do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT e coautor do estudo. “As pessoas confiam nessa lista para estudar a população de planetas como um todo. Se você usar uma amostra com alguns intrusos, seus resultados podem ser imprecisos. Portanto, é importante que a lista de planetas não seja contaminada.”

Atualizações estelares

Extirpar os impostores planetários não era o objetivo inicial da equipe. Niraula inicialmente pretendia procurar sistemas com sinais de distorção de maré.

“Se você tiver dois objetos próximos um do outro, a atração gravitacional de um fará com que o outro fique em forma de ovo, ou elipsoidal, o que lhe dá uma ideia de quão grande é o companheiro”, explicou Niraula. “Então você pode determinar se é um sistema estrela-estrela ou estrela-planeta, apenas com base nessa força de maré.”

Ao vasculhar o catálogo do Kepler, ele encontrou um sinal do Kepler-854b que parecia grande demais para ser verdade.

“De repente, tivemos um sistema onde vimos este sinal elipsoidal que era enorme, e imediatamente soubemos que não poderia ser de um planeta”, disse Shporer. “Então pensamos: algo não bate.”

Estimativas aprimoradas

A equipe então deu uma segunda olhada na estrela e no candidato planetário. Tal como acontece com todos os planetas detectados pelo Kepler, o Kepler-854b foi detectado através de uma detecção de trânsito – uma queda periódica na luz das estrelas que sinaliza um possível planeta passando na frente de sua estrela. A profundidade desse mergulho representa a razão entre o tamanho do planeta e o de sua estrela. Os astrônomos podem calcular o tamanho do planeta com base no que sabem sobre o tamanho da estrela. Mas como o Kepler-854b foi descoberto em 2016, seu tamanho foi baseado em estimativas estelares que eram menos precisas do que são hoje.

Atualmente, as medições mais precisas de estrelas vêm da missão Gaia da Agência Espacial Europeia (ESA), um observatório espacial projetado para medir e mapear com precisão as propriedades e caminhos das estrelas na Via Láctea. Em 2016, as medições do Kepler-854 feitas pelo Gaia ainda não estavam disponíveis. Dadas as informações estelares disponíveis, o objeto parecia ser um planeta de tamanho plausível. Mas Niraula descobriu que, com as estimativas aprimoradas de Gaia, o Kepler-854b acabou sendo muito maior, com três vezes o tamanho de Júpiter.

“Não há como o universo fazer um planeta desse tamanho”, afirmou Shporer. “Isso simplesmente não existe.”

Pequenas correções

A equipe confirmou que Kepler-854b era um “falso positivo” planetário — não um planeta, mas uma pequena estrela orbitando uma estrela hospedeira maior. Então eles se perguntaram: poderia haver mais?

Niraula pesquisou nos mais de 2 mil planetas do catálogo Kepler, desta vez por atualizações significativas do tamanho das estrelas fornecidas pela missão Gaia. Ele finalmente descobriu três estrelas cujos tamanhos mudaram significativamente com base nas medições aprimoradas de Gaia. A partir dessas estimativas, a equipe recalculou o tamanho dos planetas que orbitam cada estrela e descobriu que eles tinham cerca de duas a quatro vezes o tamanho de Júpiter.

“Essa foi uma bandeira muito grande”, disse Niraula. “Agora temos três objetos que agora não são planetas, e o quarto provavelmente não é um planeta.”

No futuro, a equipe antecipa que não haverá mais correções desse tipo nos catálogos de exoplanetas existentes.

“Esta é uma pequena correção”, afirmou Shporer. “Isso vem da melhor compreensão das estrelas, que está melhorando o tempo todo. Então, as chances de o raio de uma estrela ser tão incorreto são muito menores. Esses erros de classificação não vão acontecer muitas vezes mais.”

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Avi Shporer