É a aposentadoria do satélite que detém o recorde de exoplanetas descobertos: são mais de 2.600 mundos, de todos os tipos possíveis, orbitando outras estrelas. Graças a seus resultados, foi possível colher uma amostra estatística razoável e verificar que entre 20% e 50% de todas as estrelas da Via Láctea têm planetas potencialmente rochosos, como a Terra, em órbitas localizadas na chamada zona habitável de seus sistemas, onde água poderia perdurar em estado líquido na superfície.

A missão original do Kepler começou em 2009 e foi até 2013, quando uma falha de seus giroscópios impediu o apontamento de alta precisão. O fim poderia ter sido ali, mas os engenheiros da Nasa descobriram um meio de prosseguir a missão, usando a pressão da radiação solar como se fosse um dos giroscópios perdidos, estabilizando o apontamento.

Nasceu a missão K2, que produziu uma série de novas descobertas, monitorando alternadamente várias regiões do céu ao longo das constelações do zodíaco. Essas operações, contudo, continuavam demandando o uso de combustível dos pequenos propulsores usados para controlar o satélite.

Nas últimas semanas, por duas vezes o Kepler entrou em “modo de segurança” por nível baixo de combustível. Com os últimos dados baixados para a Terra, a Nasa decidiu encerrar oficialmente o projeto.

“Como a primeira missão caçadora de planetas da Nasa, o Kepler superou vastamente todas as nossas expectativas e pavimentou o caminho para nossa exploração e busca por vida no Sistema Solar e além”, disse Thomas Zurbuchen, vice-administrador do diretório de ciência da agência espacial americana. “Não só ele nos mostrou que muitos planetas existem lá fora, ele disparou um novo e robusto campo de pesquisa que tomou a comunidade científica como uma tempestade. Suas descobertas jogaram nova luz sobre nosso lugar no Universo e iluminaram mistérios e possibilidades tantalizantes entre as estrelas.”

A Nasa já tem operando no espaço o sucessor do Kepler, o satélite Tess. Desenvolvido por uma equipe do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts) e lançado em abril deste ano, ele está à procura de planetas ao redor de estrelas vizinhas mais brilhantes, que sejam passíveis de caracterização detalhada com a próxima geração de telescópios.

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Se Alex Teachey e David Kipping, da Universidade Columbia, em Nova York, estiverem certos, trata-se de uma lua do tamanho de Netuno a orbitar um planeta do tamanho de Júpiter. É para fritar a cabeça dos cientistas que tentam explicar como satélites naturais se formam. Mas primeiro precisa ser mesmo verdade, o que não é ainda certo — embora a hipótese tenha ganho um senhor empurrão com um novo artigo que a dupla acaba de publicar no periódico Science Advances, relatando resultados obtidos com o Telescópio Espacial Hubble.

A história começou no ano passado, quando Teachey e Kipping usaram uma técnica interessante para buscar evidências de exoluas nos dados do satélite Kepler, da Nasa.

Rememorando: o Kepler foi construído para encontrar planetas fora do Sistema Solar monitorando de forma constante o brilho de mais de 100 mil estrelas. A ideia era flagrar pequenas reduções periódicas de luminosidade que correspondessem à passagem de planetas à frente dessas estrelas, com relação à linha de observação do satélite. Deu certo, e milhares de planetas foram descobertos por este método.

Não é difícil imaginar como procurar também por exoluas com esses dados. Muitos pesquisadores imaginaram que, se houvesse alguma lua associada aos exoplanetas descobertos pelo Kepler, poderia haver alguma variação sutil no padrão de variação de brilho observado, dependendo da posição que a lua guardasse com relação ao planeta no momento do trânsito. O problema é que essa variação seria tão sutil, e provavelmente embaralhada ao limite de precisão do equipamento, que não seria nada fácil encontrá-la.

Teachey e Kipping, no entanto, não desistiram e desenvolveram um método em que “empilhavam” diversos trânsitos para tentar encontrar algo que indicasse a presença de uma exolua. E, em meio a vários sinais ambíguos, teve um que chamou a atenção, referente ao planeta Kepler-1625b. Ele foi descoberto ao redor de uma estrela similar ao Sol, mas bem mais velha, a 8.000 anos-luz de distância, na constelação do Cisne. E os dois pesquisadores de Columbia notaram que, entre os três trânsitos observados pelo Kepler, haviam variações que podiam ser bem explicadas por uma lua orbitando ao seu redor. Mas seria uma lua monstruosa, pelos nossos padrões atuais.

No Sistema Solar, a maior das luas é Ganimedes, de Júpiter, com 5.268 km de diâmetro. Ela é maior que o planeta Mercúrio, com seus 4.879 km de diâmetro, mas perde em tamanho de todos os demais planetas, e seu porte se encaixa bem ao processo de formação sugerido pelos cientistas para explicar luas ao redor de planetas gigantes. Já a hipotética exolua de Kepler-1625b seria mais ou menos do tamanho do planeta Netuno, ou seja, teria ela mesma o porte de um mundo gigante gasoso!

Desnecessário dizer que ninguém sabia (ou sabe) como um exoplaneta poderia ter uma lua tão grande. Daí a cautela dos pesquisadores. Eles decidiram que o próximo passo deveria pedir tempo no disputado Telescópio Espacial Hubble, para conferir com mais precisão um trânsito de Kepler-1625b à frente de sua estrela.

O novo artigo, publicado nesta quarta-feira (3), traz justamente essa nova observação, feita em outubro do ano passado e 3,8 vezes mais precisa que as obtidas originalmente com o Kepler. E ela tem elementos que favorecem a hipótese de que a tal exolua gigante é real, embora ainda não permita cravar a descoberta.

Dois fatos ligados à observação parecem corroborar a ideia. O primeiro foi que o planeta chegou “adiantado” para o trânsito, começando a passar à frente de sua estrela-mãe 77,8 minutos antes do esperado. É o que os cientistas chamam de TTV, sigla inglesa para variação no tempo do trânsito. Em geral, ela indica que há alguma interação gravitacional responsável por causar atrasos o adiantamentos do planeta observado. No caso em questão, é bem possível que essa interação seja causada pela presença de uma lua bem grande. (Tenha em mente que dois objetos astronômicos na verdade não giram exatamente um ao redor do outro, mas ambos ao redor do centro de massa do sistema que compõem; se o sistema é de uma lua relativamente grande, se comparada ao planeta, a oscilação ao redor do centro de massa do sistema por parte do planeta podia explicar como ele pode às vezes transitar adiantado, e às vezes atrasado, com relação a uma dada medição.)

Também é verdade que TTVs podem ser explicadas pela presença de outros planetas, em vez de luas, e por isso a evidência apresentada não é conclusiva — talvez exista um planeta adicional ainda não descoberto que explique a variação.

Já o segundo fato revelado pela observação do Hubble é mais difícil de explicar. Acompanhe comigo: se o exoplaneta chegou muito adiantado no trânsito pela presença de uma exolua, é de se supor que a exolua estivesse no lado oposto ao do movimento de translação do planeta. Isso significa que, após o trânsito dele, talvez fosse possível observar um trânsito dela, vindo logo atrás.

E é isso que o gráfico de luminosidade da estrela parece revelar — logo após a grande redução de brilho causada pela passagem do planeta, vem uma redução de brilho menor, mas clara, que… não chegamos a ver terminar porque o tempo de observação alocado para os pesquisadores (40 respeitáveis horas, para um trânsito planetário que duraria 19 horas) terminou antes do fim do possível trânsito da exolua!

“Uma lua companheira é a explicação mais simples e natural para a segunda redução na curva de luz e o desvio no tempo da órbita”, disse Kipping em nota. “Foi definitivamente um momento chocante ver aquela curva de luz do Hubble, meu coração começou a bater um pouco mais depressa quando eu continuava a olhar para aquela assinatura. Mas sabíamos que nosso trabalho era manter a cabeça no lugar e essencialmente presumir que era um erro, testando todos os modos concebíveis pelos quais os dados podiam estar nos enganando.”

Por esse invejável e muito sensato excesso de zelo, ainda não dá para cravar que encontramos a primiera exolua. Os próprios pesquisadores deixam isso claro em seu artigo científico, dizendo: “advogamos que se façam monitoramentos futuros do sistema para chegar as predições do modelo e confirmar a repetição do sinal similar ao de uma lua”.

A BIZARRICE
Partindo de modelos, os pesquisadores sugerem que a exolua teria diâmetro e massa similares aos de Netuno, e orbitaria um planeta com diâmetro um pouco maior que o de Júpiter, mas com massa bem maior. Imagina-se que a exolua de Kepler-1625b responda por apenas 1,5% da massa atribuída ao planeta — uma proporção mais ou menos igual à do sistema Terra-Lua, mas em versão tamanho família.

Os dinamicistas não têm a menor ideia de como um Netuno poderia se formar ao redor de um superjúpiter. A hipótese mais simples seria imaginar que ambos nasceram como planetas e um acabou capturado pela gravidade de outro e convertido em lua, mas é bem complicado fazer isso “funcionar” em simulações.

Curiosamente, Kepler-1625b está na zona habitável de sua estrela, completando uma volta ao redor dela a cada 287 dias. Evidentemente, como se trata de um gigante gasoso (assim como sua potencial exolua), não poderia abrigar vida. Mas e se houver uma outra lua, menorzinha e rochosa, capaz de manter água em estado líquido na superfície e, por consequência, uma biosfera? Podemos aí ter certeza de que, se ela existe, deve proporcionar a seus habitantes um dos espetáculos celestes mais bonitos da Via Láctea.

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O Kepler-90i é um planeta rochoso e quente que orbita uma estrela um pouco maior que o Sol em apenas 14,4 dias. É um inferno escaldante, mas tem um particular: ele se soma a um sistema que já tinha sete planetas conhecidos. Com isso, a estrela Kepler-90 atinge a marca de oito planetas — a mesma do Sistema Solar.

É a primeira vez que encontramos oito mundos num único sistema, fora o nosso próprio. O recorde anterior, sete, pertencia ao famoso sistema Trappist-1, a cerca de 40 anos-luz da Terra. Mas Kepler-90 está bem mais longe, a cerca de 2.500 anos-luz de distância.

A outra descoberta é no sistema Kepler-80. O Kepler-80 g é o sexto planeta encontrado ao redor da estrela, que é bem menor que o Sol, provavelmente uma anã vermelha. Ele tem o tamanho da Terra, mas também não tem perspectiva de ser habitável, ou seja, de ter uma faixa de temperaturas que permita a existência de água em estado líquido na superfície.

A descoberta é importante por revelar o potencial de redes neurais — algoritmos de computador que são grosseiramente baseados no funcionamento do cérebro humano — para a análise de vastas quantidades de dados astronômicos em busca de sinais interessantes, como é o caso do conjunto de informações brutas colhido pelo satélite Kepler em sua missão original, entre 2009 e 2013.

A técnica consistiu em basicamente “treinar” um computador para identificar sinais de planetas nos dados do Kepler e então deixá-lo analisar os dados colhidos de 670 estrelas, das 150 mil que o satélite observou na região das constelações Lira e Cisne. Ou seja, devem vir mais descobertas por aí.

O trabalho foi feito por Christopher Shallue, da Google IA, e Andrew Vanderburg, da Universidade do Texas em Austin, e foi apresentado numa teleconferência realizada pela Nasa nesta quinta-feira (14). Os resultados já foram aceitos para publicação no “Astronomical Journal”.

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Durante quatro anos, entre 2009 e 2013, o Kepler ficou olhando fixamente para uma pequena região do céu, a fim de registrar pequenas reduções momentâneas de brilho em alguma das estrelas em seu campo de visão que indicassem a presença de planetas ao seu redor.

Conforme a missão progredia, catálogos periódicos de “candidatos a planetas” foram sendo divulgados, enquanto métodos eram desenvolvidos e aplicados para confirmar as descobertas. Chegamos agora ao oitavo e último desses grandes conjuntos de dados, que adicionou 219 “candidatos a planeta” à lista final, dez deles com tamanho comparável ao da Terra (igual ou menor que o dobro do diâmetro terrestre) na chamada zona habitável ao redor de suas estrelas — a região em que um planeta recebe o nível de radiação ideal para manter água em estado líquido na superfície, condição tida pelos cientistas como essencial à vida.

O resultado tem meio cara de fim de festa: nenhum planeta novo foi confirmado, a despeito dos novos “candidatos”. Mas não se iluda, o catálogo final — que ainda deve passar por uma “limpeza” e pequenos ajustes — tem grande importância. Não só ele marca o fim de uma era na busca aos exoplanetas como também servirá de trampolim para estudos estatísticos importantes.

Eis, portanto, o placar final e oficial da missão Kepler.

Observando cerca de 180 mil estrelas por quatro anos o satélite encontrou:

– 4.034 candidatos a planeta

– 2.335 planetas confirmados

– 49 candidatos a planeta de pequeno porte (até 2 raios terrestres) na zona habitável

– 30 planetas de pequeno porte confirmados na zona habitável

São números superlativos, ainda mais se considerarmos que o Kepler só podia detectar sistemas planetários que estivessem de tal modo alinhados de modo que os planetas transitassem periodicamente à frente de sua estrela-mãe com relação ao ponto de vista do satélite — o que significa, estatisticamente, detectar em média apenas 5% de todos os planetas de período orbital relativamente curto (no máximo 3,5 anos) que deveriam existir na pequena região do céu entre as constelações de Cisne e Lira, representando 0,25% do total da abóbada celeste, e apenas para as estrelas mais próximas ali localizadas.

Mesmo lidando com essas frações de frações de frações de planetas, o telescópio espacial produziu estatística suficientes para tirarmos uma série de conclusões importantes. Confira as cinco mais relevantes, que mudaram para sempre a forma como encaramos o Universo lá fora.

1. Planetas do porte da Terra são extremamente comuns

Antes do Kepler, quase nada se sabia sobre planetas de pequeno porte, como o nosso. Usando um método alternativo de detecção (que envolvia medir o “bamboleio gravitacional” que planetas causam sobre suas estrelas), astrônomos estavam paulatinamente aumentando a sensibilidade de suas pesquisas para encontrar superterras — mundos apenas ligeiramente maiores que o nosso — na zona habitável, mas os resultados do satélite foram uma avalanche de planetas pequenos. Ainda não podemos afirmar com certeza quantos mundos do tamanho da Terra existem na Via Láctea, mas a essa altura já se pode cravar que é na casa de muitos bilhões. Antes do Kepler, não tínhamos ainda uma ideia clara dessa abundância.

2. A zona habitável é com frequência morada de mundos rochosos

Outro possível preconceito que o Kepler derrubou é a noção de que, de algum modo, planetas localizados na distância certa de suas estrelas para abrigar vida seriam incomuns. Na verdade, eles são bastante corriqueiros. Para as estrelas anãs vermelhas, astros menores que o Sol que correspondem a cerca de 75% da população de estrelas da Via Láctea, o Kepler mostrou que uma em cada quatro tem ao menos um planeta rochoso na região “nem muito quente, nem muito fria” do sistema. Então, faça só este cálculo rápido: há no mínimo 75 bilhões de anãs vermelhas na Via Láctea, o que sugere a presença de pelo menos 18 bilhões de planetas rochosos potencialmente habitáveis. Ainda assim, tenha em mente a ênfase no “potencialmente”. Afinal, muitos astrônomos ainda questionam o potencial para a vida ao redor de anãs vermelhas: como elas são muito frias e pequenas, sua zona habitável é muito próxima. Só que essas estrelas também têm o hábito de produzir enormes tempestades estelares, capazes de varrer e quiçá esterilizar mundos que, de outro modo, poderiam ser abrigos para a vida.

3. Planetas na zona habitável não são exclusividade das anãs vermelhas

Por razões óbvias, sabemos que mundos rochosos na zona habitável ao redor de estrelas anãs amarelas, tipo espectral G, como o Sol, têm potencial para abrigar vida. Elas não são tão comuns quanto as anãs vermelhas, mas ainda assim respondem por quase 8% das estrelas da Via Láctea. E uma das grandes revelações do Kepler, sobretudo em seu catálogo final, é que anãs amarelas também abrigam frequentemente planetas na zona habitável. Dos 49 “candidatos a planeta” de pequeno porte identificados na zona habitável, 12 estão ao redor de estrelas de tipo G. Desses, 3 foram confirmados, 2 eram “candidatos” já conhecidos, e 7 foram agregados no último catálogo.

4. Planetas de pequeno porte vêm em dois sabores

Se o Kepler, por si só, mostrou que planetas com até quatro vezes o raio da Terra (tamanho aproximado de Netuno) são muito comuns, bem mais frequentes que gigantes gasosos de grande porte, como Júpiter, uma análise recém-concluída por Benjamin J. Fulton e colegas do Caltech, mostrou que esses mundos tendem a se dividir em duas categorias muito claras. Ao usar o Observatório Keck, no Havaí, para estudar o tamanho exato de cerca de 2 mil estrelas do campo original de observação do Kepler, o grupo demonstrou que planetas até 1,75 raio terrestre formam uma população. A partir desse tamanho, a quantidade de planetas decresce de forma acentuada, e só volta a crescer quando o raio passa de 2 vezes o terrestre. Enquanto o primeiro grupo tende a ter alta densidade e, portanto, ser rochoso como a Terra, o segundo grupo tende a ter baixa densidade, lembrando mais versões em miniatura de Netuno, com grandes invólucros e gás e provavelmente inabitáveis. Os astrônomos já começam a formular hipóteses para entender a divisão clara, que parece estar ligada à capacidade de cada planeta de agregar hidrogênio e hélio durante seus estágios inicias de formação. Se o mundo consegue reunir 1% ou mais de sua massa na forma desses gases, tenderia a preservá-los e se tornar um mininetuno. Se juntasse menos, tenderia a perdê-los e viraria rochoso.

5. As surpresas estão só começando

Os catálogos do Kepler são produzidos de forma automatizada por computador, e este oitavo e último teve um bônus especial: além dos potenciais planetas identificados, ele envolveu um estudo estatístico mais aprofundado, que avaliava a porcentagem de sinais potencialmente perdidos pela “peneiragem digital” dos dados, assim como o potencial para falsos positivos. Então, a base de dados tem o enorme valor de indicar não só os “candidatos a planeta” detectados, mas a chance estatística de eles serem um falso positivo ou de haver mais como eles que escaparam à detecção. Esses números permitirão, por exemplo, estimar de forma bastante razoável o número total de planetas como a Terra, em órbitas similares à terrestre, em órbita de estrelas como o Sol, existentes na Via Láctea. Mas estar em circunstâncias similares não equivale a ser igual. Estamos agora entrando em uma segunda fase do estudo dos exoplanetas, que não envolve mais só descobri-los e estimar sua massa ou seu raio. Passaremos a caracterizá-los, estudando sua densidade e tentando investigar a composição de sua atmosfera. Fora isso, o acervo de dados do Kepler conta ainda com muitas descobertas inesperadas a serem feitas, que não seriam detectados na produção dos catálogos automatizados. Um exemplo é a famosa Estrela de Tabby, que tem reduções bizarras de brilho que desafiam explicações convencionais. Será que há mais surpresas escondidas em meio às 180 mil estrelas estudadas originalmente pelo Kepler? Só o futuro poderá responder.

Por ora, como consolo imediato temos o fato de que a missão original do Kepler acabou em 2013, por problemas técnicos, mas o satélite foi reconfigurado (e rebatizado como K2) para seguir na busca por planetas em outras regiões do céu. E nessa nova etapa já foram 520 candidatos a planeta, e 148 confirmados. A saga continua!

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PLURALIDADE DOS MUNDOS
Quando o filósofo Giordano Bruno sugeriu, em 1584, que cada estrela no céu era um sol, cercado por sua própria família de planetas, ele não imaginou o trabalho que ia dar estudar todos eles. Agora, os astrônomos estão tendo de lidar com isso. E parecem mais felizes que pinto no lixo.

CENSO POR AMOSTRAGEM
Pegue, por exemplo, o satélite Kepler, da Nasa. Em sua missão original de quatro anos, entre 2009 e 2013, ele monitorou cerca de 150 mil estrelas num pequeno pedaço de céu entre as constelações Cisne e Lira. Encontrou milhares de planetas, de todo tipo.

ETA-TERRA
O principal objetivo do esforço era obter uma boa estimativa do número que os cientistas chamam de eta-Terra: a frequência de planetas com porte similar ao nosso que estão em órbitas compatíveis com a presença de água em estado líquido na superfície, pré-requisito essencial à vida como a entendemos. E agora temos essa resposta: de fato, como esperaria Giordano Bruno, mundos em circunstâncias similares às da Terra são bastante comuns.

OS 20 MAIS
A equipe científica responsável pelo Kepler acaba de compilar um catálogo com o “top 20”, do ponto de vista de potencial similaridade com a Terra. Desses, cinco são planetas confirmados. Outros 15 são “candidatos”, ou seja, ainda não foi possível descartar um falso positivo, mas sabemos que mais de 90% das detecções do Kepler são mesmo o que parecem ser.

TEM MUITO MAIS DE ONDE VIERAM ESSES
Agora, imagine que o satélite cobriu apenas 0,25% da abóbada celeste e, nesse cantinho, estudou apenas a nossa vizinhança mais próxima. Faça as contas. Isso significa que, numa busca de céu inteiro, com tecnologia de hoje, poderíamos encontrar cerca de 8.000 planetas com jeitão de Terra. Será que, em meio a essa amostra, seremos capazes de detectar ao menos um que seja mesmo uma Terra 2.0? O futuro promete.

BÔNUS: A LISTA

A coluna “Astronomia” é publicada às segundas-feiras, na Folha Ilustrada.

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Essa é a diferença crucial entre os mundos identificados agora e os que foram revelados durante a missão original do Kepler — eles estão mais próximos e em estrelas potencialmente mais brilhantes que permitirão a futura análise de sua composição atmosférica. E nela poderemos encontrar a “assinatura” característica de biologia. (Na Terra, as grandes quantidades de oxigênio só poderiam ser explicadas pela presença de seres capazes de fotossíntese. Um ET que nos estudasse a alguns anos-luz de distância seria capaz de dizer isso, mesmo sem jamais nos visitar.)

Dos 104 planetas, 64 não haviam sido investigados antes, 37 são de porte relativamente pequeno — com no máximo duas vezes o diâmetro terrestre — e 5 deles recebem nível de radiação de suas estrelas similar ao que a Terra recebe do Sol. Ou seja, em princípio, poderiam ter um ambiente capaz de manter água em estado líquido, condição essencial para a vida como a conhecemos. Mas será que é esse o caso? Com alvos como esses, poderemos tentar obter a resposta a partir de 2018, quando a Nasa pretende lançar o Telescópio Espacial James Webb. Mais sensível que o Hubble e operando no infravermelho, ele terá o poder de detectar ao menos alguns traços da composição atmosférica desses mundos.

O artigo que reporta as descobertas contempla os cinco primeiros “campos” de observação da missão K2 (Campanhas 0 a 4), realizados entre março de 2014 e abril de 2015. Desde então, novas campanhas seguem em andamento, de modo que podemos esperar muito mais descobertas nos quatro anos previstos de operação para a missão. “Extrapolações da coleta planetária atual sugerem que o K2 descobrirá entre 500 e 1.000 planetas”, escrevem Ian Crossfield, da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos, e seus colegas, em longo artigo científico aceito para publicação no “Astrophysical Journal Supplement Series”.

O RENASCIMENTO
O trabalho consolida diversas descobertas dispersas feitas recentemente, com um esforço mais rigoroso de confirmação e validação dos resultados. Para a análise, os cientistas contaram com observações de apoio feitas com os telescópios Gemini e Keck, no Havaí, além dos dados colhidos pelo K2, o “Kepler renascido”.

Maior satélite descobridor de planetas da história, o Kepler foi lançado em 2009, e seu objetivo era justamente produzir números superlativos. Ele foi projetado para se manter o tempo todo apontado para a mesma região do céu, um pequeno campo estelar que representava apenas 1/400 de toda a abóbada celeste. Lá, ele monitoraria o brilho de cerca de 150 mil estrelas, em busca de “mini-eclipses” — planetas que passassem à frente da estrela e bloqueassem parte de sua luz.

E foi isso o que ele fez, entre 2009 e 2013, colhendo uma amostra significativa dos tipos de sistema planetário existentes lá fora. A ideia era essa mesmo, realizar um censo, produzindo estatísticas que nos permitissem responder a uma pergunta simples: com que frequências planetas como a Terra se encontram em circunstâncias similares às do nosso planeta?

A missão foi um sucesso, mais de 2.300 planetas foram descobertos, e a questão crucial foi respondida. Hoje sabemos que, em média, uma em cada cinco estrelas similares ao Sol têm um planeta com diâmetro e nível de radiação comparáveis aos da Terra — o que sugere a presença de bilhões de mundos parecidos com o nosso, só na nossa Via Láctea.

Contudo, uma coisa que o Kepler não havia sido projetado para fazer era se concentrar em estrelas mais próximas, que permitissem estudos posteriores de caracterização dos planetas ao seu redor. Ao se manter sempre apontado na mesma direção, ele não podia “escolher” seus alvos.

E então veio o defeito que quase acabou com ele. Para manter seu apontamento preciso, o satélite era equipado com quatro giroscópios (dispositivos giratórios que ajudam a apontar a estabilizar o veículo no espaço), dos quais no mínimo três eram necessários para a operação bem-sucedida. Só que dois deles falharam, deixando o Kepler com apenas dois funcionais. Fim da missão?

Os engenheiros tiveram então uma ideia brilhante para trazê-lo de volta à ativa. Reapontar o Kepler de forma que a pressão exercida pela luz solar funcionasse como o terceiro giroscópio, estabilizando-o num dos eixos. Assim, o satélite poderia voltar às observações, com algumas diferenças. Conforme ele avançasse em sua órbita ao redor do Sol, a luz solar estaria vindo de uma região diferente do céu, de forma que ele teria de ser reapontado em outra direção.

Nasceu então a missão K2, em que o telescópio espacial permanece apontado durante cerca de 80 dias de cada vez para uma dada região do céu ao longo das constelações do zodíaco. Os resultados agora apresentados refletem o sucesso obtido nas primeiras cinco campanhas — pouco mais de um ano de observações.

OS ALVOS MAIS SABOROSOS
Números superlativos deixaram de ser o principal atrativo da missão. Agora o objetivo é se concentrar em estrelas mais brilhantes e encontrar planetas que possam ser futuros objetos de caracterização detalhada. Os dados do Kepler oferecem apenas uma estimativa do tamanho e da órbita dos mundos descobertos. Mas queremos saber mais: qual a composição desses planetas? O que há no ar por lá? Algum deles tem oceanos de água? Existe vida neles?

A missão K2 se concentra agora em encontrar essas joias planetárias, que estão na distância certa para que possamos estudá-las mais a fundo com os telescópios de próxima geração — não só o James Webb, mas também os grandes telescópios terrestres que devem entrar em operação na próxima década, como o E-ELT, do ESO (Observatório Europeu do Sul), e o GMT, de um consórcio internacional com participação paulista.

O Mensageiro Sideral perguntou a Ian Crossfield que planetas dessa baciada ele acha mais atraentes para futuros esforços de caracterização e detecção de composição atmosférica. “Sim, estamos muito empolgados de achar vários alvos excelentes para o James Webb em nossos esforços com o K2”, disse. “Vários planetas especialmente interessantes que são bons alvos são os três planetas pequenos e frios orbitando [a estrela] K2-3, o planeta K2-18b e os dois maiores gigantes gasosos em órbita de K2-24.”

Quer conhecê-los? Vamos lá!

A estrela K2-3 é uma anã vermelha com cerca de 60% do diâmetro do Sol, a cerca de 150 anos-luz da Terra. E o sistema de três planetas foi um dos primeiros a ser descobertos pela missão renascida — o Mensageiro Sideral mesmo já falou nele quando Crossfield anunciou sua primeira identificação, no ano passado. O terceiro e mais interessante deles tem diâmetro 50% maior que o da Terra e está numa região que poderia em tese permitir que fosse habitável. A conferir nos próximos anos.

Já o planeta K2-18b tem um tamanho intermediário entre a Terra e Netuno, recaindo sobre uma categoria que não tem igual no Sistema Solar. Daí o interesse dos cientistas por ele e por sua caracterização. Ele tem cerca de 30 mil km de diâmetro e completa uma volta em torno de sua estrela, outra anã vermelha, a cada 32,9 dias.

Por fim, os planetas K2-24b e c têm respectivamente 52% e 72% do diâmetro de Júpiter e completam uma volta em torno de sua estrela a cada 20,8 e 42,3 dias, respectivamente. E o interessante é que estão em torno de uma estrela cerca de 20% maior do que o Sol.

Ou seja, veja você que os cientistas não estão interessados meramente em planetas com potencial para vida. Na verdade, eles querem entender que tipos de planetas há lá fora e como eles se formam. Tudo numa busca por entender o contexto da nossa própria existência num Universo muito, muito grande. Responder se estamos sós ou não é apenas parte dessa resposta.

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O CASO DOS HOT JUPITERS
Um dos mais intrigantes mistérios é o dos sistemas planetários que deram errado. Eles têm um mundo gigante gasoso muito próximo de sua estrela-mãe e chance quase zero de abrigar um planeta como a Terra, amigável à vida.

PODE ISSO, ARNALDO?
Problema: por tudo que sabemos, esses planetas gigantes jamais poderiam ter surgido onde estão. Só haveria gás suficiente para formá-los longe de suas estrelas. Por isso, os cientistas apostam que eles nascem afastados, à la Júpiter, e depois migram para dentro — destruindo tudo no caminho. A questão é: por quê?

MOVIMENTO MIGRATÓRIO
Os astrônomos trabalham com duas hipóteses: ou os gigantes interagem com o disco de poeira da formação planetária e isso faz com que mergulhem, ou seu deslocamento acontece quando eles passam de raspão por estrelas ou planetas vizinhos. No caso, a gravidade agiria como estilingue, atirando-os para dentro.

NOVOS REBENTOS
Agora, duas descobertas parecem favorecer uma das opções. Usando o satélite Kepler, astrônomos encontraram um planeta maior que Netuno com 11 milhões de anos, a completar uma órbita a cada 5,4 dias. E, num achado ainda mais incrível, uma equipe usou dados de três telescópios para achar um mundo do porte de Júpiter com só 2 milhões de anos. Ele orbita seu sol a cada 4,9 dias.

JÁ VAI?
São praticamente recém-nascidos (lembre que o Sistema Solar já é um senhor de 4,6 bilhões de anos) e indicam que esses planetas se colocam muito cedo em suas órbitas finais, o que aponta interação com o disco de poeira como principal mecanismo. Mas calma lá.

PARA EMBARALHAR TUDO
Outro estudo acaba de mostrar que a frequência desses sistemas zoados é cinco vezes maior no aglomerado M67 do que em estrelas solitárias (5% contra 1%), o que também sugere um papel para estilingues gravitacionais. Isso se não houver um terceiro mecanismo, ainda não aventado. Moral da história: no fim das contas, a natureza é sempre mais criativa do que sequer conseguimos imaginar.

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O planeta em si, como um inóspito gigante gasoso, não seria um propício ao surgimento de formas biológicas. Mas ele provavelmente tem luas, e esses satélites naturais, se fossem grandes o suficiente, poderiam ser capazes de abrigar vida. Agora sinta um frio na espinha ao pensar na visão do céu que teríamos numa lua-oceano orbitando um gigante gasoso que por sua vez gira em torno de dois sóis. Uau.

O anúncio da descoberta foi feito nesta segunda-feira (13), durante a 228a Reunião da AAS (Sociedade Astronômica Americana), que está rolando a todo vapor na cidade de San Diego, na Califórnia, e terá ainda outras novidades incríveis para os próximos dias (e o Mensageiro Sideral está de olho, pode apostar).

O planeta recebeu o nome de Kepler-1647b e está a cerca de 3.700 anos-luz de distância, localizado num sistema planetário na constelação do Cisne.

Como a nomenclatura sugere, esse mundo foi flagrado pelo telescópio espacial Kepler, da Nasa, conforme passava à frente de suas duas estrelas-mãe, entre 2009 e 2013. Mas não foi fácil confirmar sua existência, pois ele só completa uma volta a cada 1.107 dias terrestres — pouco mais de três anos –, o que significa dizer que o satélite só conseguiu ver duas passagens do planeta por cada uma das estrelas. É muito pouco para descartar, só com isso, um alarme falso.

Por essa razão, foi necessário um esforço de observação adicional em terra, a fim de confirmar o achado, agora reportado simultaneamente na conferência da AAS e em um artigo aceito para publicação no “Astrophysical Journal”.

DENTRE OS GRANDES, ÉS O PRIMEIRO
O Kepler-1647b é o maior dos planetas circumbinários (ou seja, que orbitam duas estrelas) a ser detectado pelos astrônomos. Seu raio é apenas 6% maior que o de Júpiter (com margem de erro de 1% para baixo ou para cima). Sua massa, por sua vez, está em torno de uma a duas vezes a de Júpiter.

Ele também é o planeta circumbinário com a órbita mais larga já descoberto pelo Kepler. E, como seria de se esperar, as duas estrelas que compõem o sistema também produzem eclipses ao passar uma à frente da outra, conforme giram em torno de um centro de gravidade comum. Ambas similares ao Sol (uma um pouco maior, a outra um pouco menor) e muito próximas, elas produzem um eclipse a cada 11 dias.

Curiosamente, um dos trânsitos detectados do planeta aconteceu justamente num momento em que uma estrela eclipsava a outra, conforme a ilustração acima!

Estima-se que o sistema Kepler-1647 tenha cerca de 4,4 bilhões de anos — praticamente um contemporâneo do nosso Sistema Solar, com seus 4,6 bilhões de anos. Houve, portanto, tempo mais do que suficiente para que a vida possa ter emergido numa lua que existisse ao redor do gigante Kepler-1647b.

A importância maior da descoberta, contudo, é confirmar a predição teórica feita pelos cientistas de que deveria haver planetas circumbinários em órbitas mais alongadas. Até então, os pesquisadores só haviam descoberto mundos de dois sóis em órbitas mais compactas. Esse mundo está quase três vezes mais afastado de seus sóis do que a Terra com relação ao nosso (e só se encontra na zona habitável justamente porque há duas estrelas no sistema, produzindo muito mais energia do que o nosso Sol solitário).

“Apesar da importância que a nova descoberta de um planeta circumbinário tem ao aguçar nossa curiosidade humana básica sobre mundos distantes, sua principal significância é expandir nossa compreensão do funcionamento interno de sistemas planetários nos ambientes dinamicamente ricos de estrelas binárias próximas”, escreveram os pesquisadores.

Com efeito, mundos circumbinários são um tema fascinante e uma das grandes surpresas que o estudo dos exoplanetas trouxe aos astrônomos.

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É, de longe, o maior anúncio já feito no campo. Sozinho, ele mais que dobra o catálogo de exoplanetas identificados pelo Kepler, que até então tinha 1.041 mundos e agora passa a cerca de 2.325. (No total, agora, são cerca de 3.300 exoplanetas conhecidos.)

Os achados se baseiam nos dados colhidos pelo telescópio espacial entre 2009 e 2013, enquanto ele monitorava cerca de 150 mil estrelas num pequeno pedaço de céu entre as constelações Cisne e Lira.

O grande sucesso foi possível graças a uma nova técnica estatística usada para analisar os cerca de 5.000 potenciais sinais candidatos a planeta identificados pelo satélite.

O Kepler mede as pequenas reduções no brilho de estrelas causadas por planetas conforme eles transitam à frente delas (como Mercúrio fez com o Sol ontem). Mas há vários fenômenos que podem “imitar” um planeta, como variação natural da atividade estelar e a presença de uma estrela companheira próxima. Daí a necessidade de analisar individualmente cada “candidato” para ver se ele não é de fato um falso positivo.

A nova técnica combina a análise da curva de luz da estrela observada — para ver se ela segue com precisão o que se esperaria de um planeta — com a probabilidade de se encaixar a alguma das possibilidades de falso positivo. A partir disso, considera confirmados aqueles cuja chance de ser de fato planeta for maior que 99%. “Criamos um placar de confiabilidade para cada um: quando ele dá mais de 99%, nós os consideramos validados”, explicou Tim Morton, pesquisador da Universidade Princeton que trabalhou na análise dos dados e desenvolveu o método automatizado.

O HALL DA FAMA DO KEPLER
O principal objetivo da missão sempre foi determinar a frequência de planetas potencialmente rochosos — como a Terra — a uma distância de sua estrela que seja compatível com a presença de água em estado líquido, principal fator para a existência de vida como a conhecemos.

Até o anúncio de hoje, o Kepler já havia encontrado 12 mundos nessa categoria — com diâmetro entre 1 e 2 vezes o terrestre — em torno de estrelas tão brilhantes quanto o Sol (tipo G, anãs amarelas) ou menores e menos brilhantes (tipos K e M, as anãs laranjas e vermelhas). As novas descobertas adicionam mais 9 membros a esse grupo.

Um aspecto importante, contudo, é o fato de que o satélite só pode detectar sistemas planetários que estão alinhados favoravelmente, de modo que os planetas transitem à frente da estrela do ponto de vista do Kepler. Isso significa que apenas uma pequena fração (menos de 5%) de todos os sistemas são observáveis. Ainda assim, é uma amostra representativa que pode ser extrapolada para toda a galáxia. E este é o número que o satélite tinha a ambição de descobrir: qaul é a frequência de mundos de porte similar ao da Terra na zona habitável de suas estrelas?

Por uma questão de viés de observação, as estrelas que mais facilmente entregam essa resposta são as anãs vermelhas. Por serem menores, seus planetas produzem uma redução proporcionalmente maior de brilho (o que facilita a detecção), e além disso a zona habitável fica mais perto da estrela, o que permitiu observar mais trânsitos desses mundos durante os quatro anos da missão primária do Kepler.

De acordo com Natalie Batalha, cientista da missão do Kepler, as estatísticas nesse momento se mostram muito favoráveis à busca por mundos habitáveis. “Com todos os números, estimamos que cerca de 24% das estrelas [anãs vermelhas] têm um planeta com até 1,6 diâmetro terrestre na zona habitável”, disse. “Se você extrapola isso para toda a galáxia, são mais de 10 bilhões de planetas potencialmente habitáveis, e o mais perto daqui deve estar a 11 anos-luz. Esse é um vizinho muito próximo.”

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