Um novo modelo mostra aos astrónomos onde procurar por exoplanetas usando apenas quatro simples variáveis. Os investigadores dizem que o modelo já está a guiar a procura por mundos ocultos.
A apenas 12 anos-luz da Terra, Tau Ceti é a estrela mais próxima semelhante ao Sol e a favorita de todos os tempos nas histórias de ficção científica. Mundos habitáveis a orbitar Tau Ceti eram destinos de naves fictícias como Nauvoo de The Expanse e a nave de Barbarella.
O capitão Picard de Star Trek também frequentava um bar exótico no sistema. Agora, graças a uma nova abordagem para analisar sistemas planetários próximos, os cientistas têm uma compreensão mais profunda dos mundos reais que orbitam Tau Ceti e muitas outras estrelas próximas.
Exoplanetas – mundos ao redor de outras estrelas – há muito tempo são a base da ficção científica, mas permaneciam inacessíveis a investigações científicas. Tudo isto mudou na última década, quando os telescópios espaciais de caçadores de exoplanetas Kepler e TESS da NASA adicionaram milhares de novos planetas à pequena contagem de mundos alienígenas.
Agora, desenvolveram uma nova maneira de saber se existem planetas ainda não descobertos nestes sistemas. Os cientistas perceberam que, combinando o que se sabe sobre um determinado sistema planetário com regras estatísticas simples, pode-se prever onde os planetas ainda não detetados podem residir e quão grandes podem ser.
A nova análise pode guiar descobertas de novos planetas, ajudar a completar mapas de sistemas planetários na vizinhança solar e informar investigações futuras por vida.
O modelo Dinamite
O modelo foi apelidado de “Dinamite” e combina quatro ingredientes para prever mundos ocultos. Primeiro, o Dinamite considera as localizações e tamanhos de todos os planetas atualmente conhecidos num determinado sistema. Regra geral, quanto mais planetas forem conhecidos no sistema, mais fácil será prever se algum está a faltar.
A segunda consideração é saber que os planetas têm maior probabilidade de estar mais próximos da estrela do que mais distantes. Dinamite usa uma descrição matemática – construída através de estudos estatísticos de milhares de exoplanetas conhecidos – de quão longe os seus planetas estelares podem estar.
Embora os planetas provavelmente estejam mais próximos das suas estrelas hospedeiras, eles não podem estar todos juntos. Todos os planetas atraem-se por meio da gravidade, que é muito mais forte quando os planetas estão mais próximos.
Assim, os planetas que estão muito próximos vão distorcer as órbitas uns dos outros, muitas vezes levando a interações caóticas e até mesmo a ejeção de um dos planetas dos seus sistemas de nascimento. Este critério de estabilidade é o terceiro elemento importante que o Dinamite usa para prever a arquitetura do sistema planetário.
O quarto componente é um padrão matemático no comprimento das órbitas de planetas adjacentes. Juntando tudo, Dinamite tenta construir modelos de sistemas planetários que são semelhantes aos sistemas planetários reais, com uma coleção compacta e estável de planetas a orbitar as suas estrelas hospedeiras.
Para testar o Dinamite, os cientistas deram alguns sistemas multiplanetários conhecidos com uma pequena diferença: em cada sistema, esconderam um ou dois dos planetas conhecidos do algoritmo.
Nos casos testados, o Dinamite previu com sucesso se um ou dois planetas estavam a faltar e onde esses planetas poderiam estar, e conseguiu até mesmo adivinhar os seus tamanhos corretamente.
De momento, o Dinamite pode ser testado apenas em sistemas com órbitas planetárias semelhantes à da Terra ou menores. Isto acontece porque não há dados sobre os sistemas planetários externos. Mais dados vão permitir que as quatro regras do Dinamite para a construção de um sistema planetário sejam refinadas e as suas previsões melhoradas.
Ainda assim, as previsões para mais de 50 sistemas planetários parcialmente explorados, descobertos pelo telescópio espacial TESS da NASA, já estão a guiar a procura por mundos ocultos.
À procura por vida em sistemas próximos
Os planetas mais empolgantes para prever e caçar serão os mais próximos de nós – os mundos que provavelmente visaremos em futuras buscas por assinaturas de vida extraterrestre.
Num novo estudo publicado recentemente na revista científica Earth and Planetary Astrophysics, os cientistas aplicaram o Dinamite ao sistema Tau Ceti parcialmente explorado, onde quatro planetas já são conhecidos. Sinais fracos indicando a presença potencial de vários outros candidatos a planetas também foram relatados, mas a sua presença não foi verificada.
Com base neste novo modelo, os investigadores preveem que três dos candidatos a planetas são planetas reais. Além disso, preveem que existe outro mundo, ainda invisível. Este novo planeta, a que chamaram de Tau Ceti PxP-4, é particularmente entusiasmante porque está dentro da zona temperada de Tau Ceti – a região ao redor da estrela onde um planeta semelhante à Terra seria habitável.
A análise mostra que PxP-4 pode ser um planeta gasoso, semelhante ao nosso Neptuno, mas menor e mais quente. Os cientistas descobriram, no entanto, que PxP-4 é mais provável que seja um planeta rochoso, embora maior que a Terra.
Este mundo pode ser detetado nos próximos anos com os mais novos instrumentos de caça a planetas e, se confirmado, seria um alvo principal para futuras buscas de vida. E, talvez, um dia no futuro distante, o PxP-4 de Tau Ceti possa até ser o lar de um bar exótico popular entre os oficiais da Starfleet.
https://zap.aeiou.pt/novo-modelo-encontrar-exoplanetas-358419
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