Telescópio espacial TESS faz primeira descoberta de planeta do tamanho da Terra
Esta é uma concepção artística do HD 21749c, o primeiro planeta de tamanho semelhante ao da Terra encontrado pelo Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Transição da NASA (TESS), assim como seu irmão, o HD 21749b, um mundo quente de tamanho pouco menor do que Netuno.(Ilustração de Robin Dienel, cortesia da Instituição Carnegie para a Ciência)
Um sistema estelar próximo abriga também um planeta pouco menor do que Netuno
O telescópio espacial TESS, cujo nome é a sigla para em inglês para Satélite de Pesquisa de trânsito de Exoplanetas, fez sua primeira descoberta de um planeta com tamanho semelhante ao da Terra. Ele fica num um sistema próximo, que abriga também um mundo quente e menor do que Netuno. O estudo foi feito pela equipe de astrônomos que inclui Johanna Teske, da Carnegie, Paul Butler, Steve Shectman, Jeff Crane e Sharon Wang. O trabalho foi publicado no Astrophysical Journal Letters.
"É tão empolgante que a TESS, que foi lançada há apenas um ano, já é um divisor de águas no ramo de caça a planetas", disse Teske, que é o segundo autor do estudo. "A espaçonave examina o céu e colaboramos com a comunidade de acompanhamento da TESS para sinalizar alvos potencialmente interessantes para observações adicionais usando telescópios e instrumentos baseados em terra."
Uma dessas ferramentas, o Espectrógrafo para Descoberta de Planetas (PFS na sigla em inglês), que fica no telescópio Magellan II, no Observatório Carnagnie de Las Campanas, no Chile, foi um componente crucial desse esforço. Ela ajudou a confirmar a natureza planetária do sinal TESS e a medir a massa do recém-descoberto sub-Netuno.
O PFS – construído por Shectman e Crane usando um método iniciado por Butler e seus colaboradores – funciona usando uma técnica chamada método de velocidade radial, que atualmente é a única maneira que os astrônomos têm de medir as massas de planetas individuais. Sem massas conhecidas, é muito difícil determinar a densidade de um planeta ou sua composição química geral.
Esse método tira proveito do fato de que a gravidade de uma estrela não apenas influencia o planeta que a orbita, mas a gravidade do planeta também afeta a estrela. O PFS permite que os astrônomos detectem essas pequenas oscilações que a gravidade do planeta induz na órbita da estrela.
"PFS é um dos únicos instrumentos no Hemisfério Sul que pode fazer esses tipos de medidas", acrescentou Teske. "Então, será uma parte muito importante de caracterizar ainda mais os planetas encontrados pela missão TESS."
Com uma órbita que leva cerca de 36 dias para ser concluída, o sub-Netuno, chamado HD 21749b, possui o período mais longo de qualquer uma das descobertas publicadas pela TESS até o momento. Por causa da técnica que a TESS emprega, prevê-se que a maioria dos planetas encontrados pela missão terão períodos orbitais de menos de 10 dias, então o HD 21749b é uma exceção. De fato, isso também tornou a detecção do planeta nos dados da TESS um desafio extra.
"Houve bastante trabalho de detetive envolvido, e as pessoas certas estavam lá na hora certa", disse a principal autora, Diana Dragomir, do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT. "Mas tivemos sorte e captamos os sinais, e eles foram muito claros."
Sua estrela hospedeira tem cerca de 80% da massa do Sol e se encontra a cerca de 53 anos-luz da Terra. O HD 21749b tem cerca de 23 vezes a massa da Terra e um raio de cerca de 2,7 vezes o raio terrestre. Sua densidade indica que o planeta tem uma atmosfera substancial, mas não é rochoso. Por isso, poderia ajudar os astrônomos a entender a composição e a evolução das atmosferas mais frias do planeta sub-Netuno.
Interessantemente, o planeta sub-Netuno de período longo do sistema não está sozinho. Tem um planeta irmão, o HD 21749c, que leva cerca de oito dias para orbitar a estrela hospedeira e é muito menor – semelhante, em tamanho, à Terra.
"Medir a massa e a composição exata de um planeta tão pequeno será desafiador, mas importante para comparar a HD 21749c à Terra", disse Wang. "A equipe PFS da Carnegie continua a coletar dados sobre esse objeto com esse objetivo em mente."
"Para as estrelas que estão muito próximas e muito brilhantes, esperávamos encontrar até um par de dúzias de planetas do tamanho da Terra", disse Dragomir. "E aqui estamos nós – este seria o nosso primeiro, e é um marco para o TESS. Ele define o caminho para encontrar planetas menores em torno de estrelas ainda menores, e esses planetas podem potencialmente ser habitáveis."