Cerca de metade de estrelas analogas solares podem hospedar mundos potencialmente habitáveis

Título: The Occurrence of Rocky Habitable Zone Planets Around Solar-Like Stars from Kepler Data
Autores: S. Bryson, M. Kunimoto, R. Kopparapu et al.
Instituicao do primeiro autor: NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, USA.
Status: Publicado no The Astronomical Journal [acesso aberto]

Quando olhamos para o céu em uma noite clara e contemplamos as estrelas aparentemente incontáveis, é difícil não nos perguntar quantos outros mundos como a Terra podem estar lá fora. Na antiguidade, muito antes da primeira descoberta inequívoca de um planeta extrassolar (um planeta orbitando uma estrela diferente do Sol), acreditava-se que havia essencialmente duas possibilidades, ambas apresentadas por filósofos durante o período clássico na Grécia Antiga: Aristóteles ( 384-322 AC) declarou “Não pode haver mais mundos do que um”, enquanto Epicuro (~ 460-370 AC) sustentou a visão oposta de que “Existem mundos infinitos iguais e diferentes deste nosso mundo”. Mais de dois milênios depois, e graças ao trabalho árduo de incontáveis ​​gerações de astrônomos, agora sabemos com certeza qual dessas visões está mais perto da verdade. Agora, uma equipe de astrônomos liderados por Steve Bryson do Centro de Pesquisa Ames da NASA nos levou um passo mais perto em nossa busca para descobrir outros mundos como a Terra, usando dados obtidos com o Telescópio Espacial Kepler e a missão Gaia. Seus resultados sugerem que cerca de metade das estrelas semelhantes ao Sol em nossa galáxia podem hospedar planetas rochosos potencialmente habitáveis ​​dentro de suas zonas habitáveis.

Figura 1: Ilustração do exoplaneta Kepler-452b do tamanho próximo da Terra, o primeiro a ser descoberto residindo na zona habitável de uma estrela semelhante ao Sol. Crédito da imagem: NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle.

O Telescópio Espacial Kepler da NASA foi lançado em 2009 e uma de suas principais missões foi descobrir planetas rochosos dentro ou perto das zonas habitáveis ​​(a região onde a água líquida pode existir na superfície de um planeta) de suas estrelas hospedeiras e estimar a fração de estrelas que podem hospedar tais planetas. Durante os nove anos e meio em que esteve ativo, o Kepler detectou 2.393 exoplanetas confirmados em torno das 530.506 estrelas que observou e, na maior parte do tempo, olhou para um único pedaço do céu, apenas do tamanho de uma mão no comprimento do braço. Para detectar planetas, o Kepler usou o método de trânsito, que se baseia na medição da pequena queda no brilho que ocorre quando um planeta passa na frente de sua estrela hospedeira quando o vemos da Terra. Como pode ser imaginado, essa queda no brilho é muito pequena, cerca de 1% para um exoplaneta gigante semelhante a Júpiter, e apenas cerca de 0,1% para um exoplaneta rochoso semelhante à Terra. A NASA aposentou o telescópio espacial em 2018, depois que ficou sem combustível, mas isso não impediu os astrônomos de continuar a examinar os dados e fazer novas descobertas.

O número de planetas potencialmente habitáveis ​​por sistema solar na Galáxia é um termo chave na equação de Drake, que é uma fórmula probabilística usada para estimar o número de civilizações detectáveis ​​que residem na Via Láctea. Nenhum dos termos da equação é conhecido exatamente e a maioria são apenas estimativas aproximadas com base na observação. Por esse motivo, muitas das pesquisas realizadas no Instituto SETI (The Search for Extraterrestrial Intelligence) se concentram em encontrar restrições confiáveis ​​para esses termos.

Figura 2: Uma ilustração dos vários termos da famosa equação de Drake. O número de planetas potencialmente habitáveis ​​por sistema solar é um dos termos-chave da equação. Crédito da imagem: Universidade de Rochester.

A equipe realizou uma análise estatística detalhada depois de combinar o catálogo de candidatos do planeta Kepler com os dados da missão Gaia da ESA. Estudos anteriores que tentaram estimar taxas de ocorrência de planetas semelhantes consideraram apenas a distância do planeta da estrela, embora este seja o primeiro estudo desse tipo a considerar a “insolação” recebida pelo planeta, em outras palavras, a quantidade de energia da estrela hospedeira recebida pelo planeta . Isso foi possível graças à inclusão de dados do Gaia, que foi projetado para construir um mapa 3D ultra-preciso das posições e movimentos das estrelas na Via Láctea, além de fornecer informações sobre as propriedades estelares – como luminosidade e temperatura efetiva. Isso permitiu que os pesquisadores realizassem suas análises de uma forma inédita, mais representativa da diversidade real de estrelas hospedeiras em nossa galáxia.

Os pesquisadores então estimaram as taxas de ocorrência usando uma variedade de modelos, populações estelares e métodos de computação. Eles limitaram sua análise a exoplanetas semelhantes em tamanho ao da Terra e, portanto, provavelmente rochosos (raios entre 0,5 a 1,5 vezes o da Terra) e estrelas com idade e temperatura semelhantes às do Sol (entre cerca de 4800 K e 6300 K ). Eles também consideraram dois cenários usando uma definição conservadora ou otimista dos limites da zona habitável interna e externa.

Figura 3: As distribuições resultantes da taxa de ocorrência da zona habitável para uma gama de modelos e populações estelares. As medianas e intervalos confiáveis ​​de 68% são mostrados acima das distribuições. Os painéis superiores incorporam incertezas no raio do planeta, “insolação” estelar e temperatura efetiva estelar, enquanto os painéis inferiores não incorporam essas incertezas. Esquerda: a zona habitável conservadora. À direita: a zona habitável otimista. Os gráficos mostram como resultados muito semelhantes foram obtidos para os modelos 1 e 2 para ambas as populações estelares. Figura 12 no artigo.

A partir de sua análise, a equipe estima que o número médio de planetas por estrela com um raio entre 0,5 e 1,5 raio da Terra, e dentro da zona habitável da estrela, está entre 0,37 e 0,60 para a zona habitável conservadora. Para a zona habitável otimista, eles estimaram entre 0,58 e 0,88 planetas por estrela. Isso significa que, mesmo usando a estimativa mais conservadora, podem haver em torno de 300 milhões de planetas potencialmente habitáveis em nossa galáxia – talvez muitos mais! Eles também mostraram que é provável que existam pelo menos quatro planetas potencialmente habitáveis ​​a cerca de 30 anos-luz do Sol, e o mais próximo provavelmente está a cerca de 20 anos-luz de distância.

Embora a equipe tenha realizado uma análise muito cuidadosa dos dados, as incertezas em suas estimativas ainda são bastante grandes devido ao pequeno número de planetas rochosos realmente detectados pelo Kepler. O trabalho futuro provavelmente ajudará a refinar ainda mais essas estimativas. Saber quão comuns são os diferentes tipos de exoplanetas pode ajudar a orientar o projeto de futuras missões espaciais em busca de exoplanetas potencialmente habitáveis.

Do original em ingles “About half of the Sun-like stars can host potentially habitable worlds” por Jamie Wilson.

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair /  Alterar )

Foto do Google

Você está comentando utilizando sua conta Google. Sair /  Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair /  Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair /  Alterar )

Conectando a %s