Visão artística da super-Terra dentro da zona habitável da estrela HD 85512, na Constelação da Vela. [Imagem: ESO/M. Kornmesser]
Uma equipe de astrônomos do Observatório Europeu do Sul (ESO) anunciou a descoberta de mais de 50 novos exoplanetas, incluindo 16 super-Terras, uma das quais orbita no limite da zona de habitabilidade da sua estrela.
Estudando as propriedades de todos os planetas descobertos até agora pelo instrumento HARPS, usado pela equipe, a equipe descobriu que cerca de 40% das estrelas semelhantes ao Sol possuem pelo menos um planeta mais leve que Saturno.
"A colheita de descobertas obtida pelo HARPS excedeu todas as expectativas e inclui uma população excepcionalmente rica em planetas do tipo super-Terra e do tipo de Netuno [Netuno tem cerca de dezessete vezes mais massa que a Terra], que orbitam estrelas muito semelhantes ao nosso Sol. Mais ainda - os novos resultados mostram que a taxa de descobertas está aumentando," disse Michel Mayor, da Universidade de Genebra, na Suíça.
Nos últimos oito anos, desde que começou a observar estrelas do tipo do Sol utilizando o método das velocidades radiais, o HARPS foi usado para descobrir mais de 150 novos planetas.
Cerca de dois terços de todos os exoplanetas conhecidos com massas menores que Netuno foram descobertos pelo HARPS.
Estrelas parecidas com o Sol
Trabalhando com observações de 376 estrelas do tipo solar, os astrônomos conseguiram estimar muito melhor qual a probabilidade de uma estrela como o Sol abrigar planetas de pequena massa (em oposição a planetas gigantes gasosos).
Descobriu-se que cerca de 40% destas estrelas possuem em órbita pelo menos um planeta de massa menor que Saturno. A maioria dos exoplanetas com massas da ordem de Netuno ou menores parecem encontrar-se em sistemas que apresentam planetas múltiplos.
Com sistemas de hardware e de software em processo de atualização, o HARPS está sendo preparado para o próximo nível de estabilidade e sensibilidade no intuito de procurar planetas rochosos que possam suportar vida.
Dez estrelas próximas, semelhantes ao Sol, foram selecionadas para um novo rastreio. Estas estrelas já tinham sido observadas pelo HARPS e sabia-se serem adequadas para medições de velocidades radiais extremamente precisas. Após dois anos de trabalho a equipe de astrônomos descobriu cinco novos planetas com massas cinco vezes menores que a massa da Terra.
"Estes planetas estarão entre os alvos principais dos futuros telescópios espaciais, que procurarão sinais de vida nas atmosferas dos planetas procurando assinaturas químicas tais como evidência de oxigênio," explica Francesco Pepe, do Observatório de Genebra, na Suíça.
Zona habitável
Para um destes novos planetas recentemente anunciados, o HD 85512 b, estima-se uma massa de apenas 3,6 vezes a massa da Terra. O planeta situa-se no limite da zona de habitabilidade - uma zona estreita em torno de uma estrela na qual, se as condições forem as corretas, a água pode estar presente sob a forma líquida.
"Este é o planeta de menor massa descoberto pelo método das velocidades radiais que se encontra potencialmente na zona de habitabilidade da sua estrela, e o segundo planeta de menor massa descoberto pelo HARPS dentro da zona de habitabilidade," acrescenta Lisa Kaltenegger, do Instituto Max Planck para a Astronomia, na Alemanha.
A precisão cada vez maior do novo rastreio do HARPS permite agora detectar planetas abaixo de duas massas terrestres. O HARPS tem atualmente uma sensibilidade que torna possível detectar amplitudes de velocidade radial significativamente menores que 4 km/hora - menores que a velocidade do caminhar humano.
"A detecção do exoplaneta HD 85512 b está longe do limite observacional do HARPS, o que demonstra bem a possibilidade de descobrir outras super-Terras em zonas de habitabilidade situadas em torno de estrelas semelhantes ao Sol," acrescenta Mayor.
Super-Terras
Planetas com massas entre uma e dez vezes a da Terra são chamados super-Terras.
Não existem planetas deste tipo no nosso Sistema Solar, mas parecem ser muito comuns em torno de outras estrelas.
Descobertas de tais planetas na zona habitável em torno das suas estrelas são muito interessantes porque - se os planetas forem rochosos e tiverem água, como a Terra - podem ser potenciais locais de vida.
Até agora, o HARPS encontrou duas super-Terras que podem estar na zona habitável.
A primeira super-Terra descoberta, Gliese 581 d, foi descoberta em 2007. Recentemente, o HARPS foi também utilizado para demonstrar que o outro candidato a super-Terra na zona habitável da estrela Gliese 581 (Gliese 581 g) não existe.
O exoplaneta HD 85512 b está na borda da zona habitável de sua estrela. [Imagem: ESO]
Exoplanetas habitáveis
Os novos resultados deixam os astrônomos confiantes de que estão próximo de descobrir outros pequenos planetas rochosos habitáveis em torno de estrelas semelhantes ao nosso Sol.
Para isto, estão sendo planejados novos instrumentos, entre os quais uma cópia do HARPS, a ser instalada no Telescópio Nacional Galileu, nas ilhas Canárias, que fará um rastreio das estrelas no céu setentrional, e um descobridor de planetas novo e mais poderoso, chamado ESPRESSO, a ser instalado no Very Large Telescope do ESO, em 2016.
Olhando ainda para mais longe no futuro, também o instrumento CODEX, previsto para o European Extremely Large Telescope (E-ELT), levará esta técnica muito mais além.
"Nos próximos dez a vinte anos deveremos ter uma primeira lista de planetas potencialmente habitáveis na vizinhança do Sol. Tal lista torna-se essencial antes que experiências futuras possam procurar possíveis assinaturas de vida nas atmosferas dos exoplanetas, através de espectroscopia," conclui Michel Mayor, que descobriu em 1995 o primeiro exoplaneta em torno de uma estrela.
Técnica da velocidade radial
O instrumento HARPS mede a velocidade radial de uma estrela com extraordinária precisão.
Um planeta em órbita de uma estrela gera um movimento regular da estrela para a frente e para trás relativamente a um observador distante na Terra.
Devido ao efeito Doppler, esta variação de velocidade radial induz um desvio no espectro da estrela na direção dos maiores comprimentos de onda à medida que se afasta (chamado desvio para o vermelho) e um desvio para o azul (na direção dos comprimentos de onda menores) à medida que se aproxima.
Este pequeno desvio no espectro da estrela pode ser medido por um espectrógrafo de alta precisão, tal como o HARPS, e usado para inferir a presença de um planeta.
Utilizando o método das velocidades radiais, os astrônomos podem apenas estimar a massa mínima de um planeta, uma vez que a massa estimada depende também da inclinação do plano orbital relativamente à linha de visão, o qual é desconhecido.
No entanto, do ponto de vista estatístico, esta massa mínima encontra-se próxima da massa real do planeta.
Método do trânsito
Atualmente o número de exoplanetas conhecidos encontra-se próximo de 600.
Além dos exoplanetas descobertos através do método das velocidades radiais, mais de 1.200 candidatos a exoplanetas foram encontrados pela missão Kepler da NASA, utilizando um método alternativo, chamado trânsito - procura-se a pequena diminuição de brilho de uma estrela quando um planeta passa em frente desta e bloqueia parte da radiação.
A maioria dos planetas descobertos pelo método de trânsito encontra-se muito distantes de nós.
Em contrapartida, os planetas descobertos pelo HARPS situam-se em torno de estrelas próximas do Sol. Este fato torna-os melhores alvos para observações posteriores, feitas para muitos tipos de estudos adicionais.
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