Dois planetas gasosos ao redor de uma estrela brilhante parecida com o sol

Na visão deste artista, dois planetas gasosos orbitam a estrela brilhante HD 152843. Esses planetas foram descobertos pelo projeto de ciência cidadã Planet Hunters TESS, em colaboração com cientistas profissionais. Crédito: NASA / Scott Weisinger

À noite, Miguel, de 7 anos, adora conversar com o pai, César Rubio, sobre planetas e estrelas. “Tento cuidar disso”, diz Rubio, mecânico de Pomona, Califórnia, que fabrica peças para equipamentos de mineração e geração de energia.

Agora, o menino pode alegar que seu pai também ajudou a descobrir os planetas. Cesar Rubio é um dos milhares de voluntários que participam da Caçadores de planetas Tess, um projeto de ciência cidadã financiado pela NASA que busca evidências de planetas fora do nosso sistema solar ou exoplanetas. A ciência cidadã é uma forma de o público colaborar com os cientistas. Mais de 29.000 pessoas em todo o mundo uniram forças com o Planet Hunters TESS para ajudar os cientistas a encontrar exoplanetas.

Cesar e Miguel Rubio

Cesar Rubio e seu filho Miguel gostam de conversar sobre espaço juntos. Crédito: Cesar Rubio

Planet Hunters TESS anuncia a descoberta de dois exoplanetas em um estudo publicado online em Avisos mensais da Royal Astronomical Societye inclusão de Rubio e mais de uma dezena de outros cientistas cidadãos como co-autores.

Esses mundos alienígenas orbitam uma estrela chamada HD 152843, localizada a cerca de 352 anos-luz de distância. Esta estrela tem aproximadamente a mesma massa do Sol, mas cerca de 1,5 vezes maior e um pouco mais brilhante.

O planeta B, do tamanho de Netuno, é cerca de 3,4 vezes maior que a Terra e completa uma órbita em torno de sua estrela em cerca de 12 dias. O planeta C, o exoplaneta, é cerca de 5,8 vezes maior que a Terra, o que o torna um “semi-Saturno”, e seu período orbital é algo entre 19 e 35 dias. Em nosso sistema solar, ambos os planetas estarão em órbita ao redor de Mercúrio, que é de cerca de 88 dias.

disse Nora Eisner, estudante de doutorado em astrofísica na Universidade de Oxford, no Reino Unido, e principal autora do estudo.

TESS significa Transiting Exoplanet Survey Satellite, uma espaçonave da NASA lançada em abril de 2018. A equipe do TESS usou dados do observatório para identificar mais de 100 exoplanetas e mais de 2.600 candidatos aguardando confirmação.

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O Planet Hunters TESS, que opera por meio do site Zooniverse, teve início em dezembro de 2018, logo após os primeiros dados do TESS terem sido divulgados. Os voluntários examinam gráficos que mostram o brilho de diferentes estrelas ao longo do tempo. Observe qual desses gráficos mostra uma pequena queda no brilho da estrela e, em seguida, um movimento ascendente de volta ao nível original. Isso pode acontecer quando um planeta cruza a face de sua estrela, bloqueando um pouco da luz – um evento chamado “trânsito”.

Planet Hunters compartilha cada esquema de brilho chamado “Curva de Luz” com 15 voluntários. No plano de fundo do site, um algoritmo coleta todos os envios de voluntários e seleciona as curvas de luz que vários voluntários selecionaram. Em seguida, Eisner e seus colegas examinam as curvas de luz de ordem superior e determinam quais seriam boas para o acompanhamento científico.

Alexander Hubert

Alexander Hubert está estudando para se tornar um professor de matemática e latim, mas gosta de projetos de ciência cidadã em astronomia. Crédito: Alexander Hubert

Mesmo na era das tecnologias de computação complexas, como o aprendizado de máquina, ter um grande grupo de voluntários observando os dados do telescópio é uma grande ajuda para os pesquisadores. Como os pesquisadores não podem treinar perfeitamente os computadores para identificar possíveis impressões digitais de planetas, o olho humano ainda é valioso. “É por isso que não há muitos candidatos a exoplanetas e por que a ciência cidadã é tão importante”, disse Eisner.

No caso do HD 152843, os cientistas cidadãos olharam para um lote de terra mostrando seu brilho dentro de um mês de observações do TESS. A curva de luz mostrou três quedas distintas, implicando que pelo menos um planeta poderia orbitar a estrela. Todos os 15 cientistas cidadãos que examinaram esta curva fizeram referência a pelo menos dois trânsitos, e alguns marcaram a curva de luz no fórum de discussão online TESS Planet Hunters.

Em seguida, os cientistas olharam mais de perto. Comparando os dados com seus modelos, eles estimaram que dois trânsitos vieram do planeta interno e o outro veio de um segundo planeta externo.

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Para ter certeza de que os sinais de trânsito vêm de planetas e não de outra fonte, como estrelas se eclipsando, passando asteróides ou os movimentos do próprio TESS, os cientistas precisavam olhar para a estrela de uma maneira diferente. Eles usaram um instrumento chamado HARPS-N (Localizador de Planeta de Velocidade Radial de Alta Resolução para o Hemisfério Norte) no Telescopio Nazionale Galileo em La Palma, Espanha, bem como EXPRES (Espectrômetro de Resolução Extrema), um instrumento do Observatório Lowell em Flagstaff, Arizona. O HARPS e o EXPRES procuram a presença de planetas examinando se a luz das estrelas está “oscilante” devido aos planetas orbitando sua estrela. Essa técnica, chamada de método da velocidade radial, permite aos cientistas estimar a massa de um planeta distante também.

Embora os cientistas não tenham conseguido obter um sinal claro o suficiente para determinar as massas dos planetas, eles obtiveram dados de velocidade radial suficientes para fazer estimativas de massa – cerca de 12 vezes a massa da Terra para o Planeta B e cerca de 28 vezes a massa da Terra para o Planeta C . Suas medições confirmam a exatidão dos sinais que indicam a presença de planetas; Mais dados são necessários para confirmar sua massa. Os cientistas continuam monitorando o sistema planetário com o HARPS-N e esperam ter mais informações sobre os planetas em breve.

Elizabeth Payten

Elizabeth Payten fez parte de mais de uma dúzia de estudos científicos publicados por meio do Zooniverse Projects. Crédito: Elizabeth Payten

Os pesquisadores podem em breve ter ferramentas de alta tecnologia para descobrir se esses planetas têm atmosferas e quais gases estão neles. O telescópio espacial James Webb da NASA, que será lançado ainda este ano, será capaz de observar os tipos de partículas que compõem a atmosfera de planetas como os deste sistema, especialmente o exoplaneta maior. Os planetas HD 152843 são muito quentes e gasosos para sustentar a vida como a conhecemos, mas são valiosos para estudar enquanto os cientistas aprendem sobre a variedade de planetas potenciais em nossa galáxia.

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“Estamos dando pequenos passos na direção de encontrar um planeta semelhante à Terra e estudar sua atmosfera, e continuamos a expandir os limites do que podemos ver”, disse Eisner.

Cientistas cidadãos que classificaram a curva de luz HD 152843 como uma possível fonte de planetas em trânsito, bem como três moderadores do fórum de discussão Planet Hunters, foram convidados a serem incluídos como co-autores do estudo que anuncia a descoberta desses planetas.

Um desses cidadãos estudiosos é Alexander Hubert, estudante de graduação com foco em matemática e latim em Würzburg, Alemanha, que planeja se tornar professor do ensino médio. Até o momento, mais de 10.000 curvas de luz foram classificadas pelo Planet Hunters TESS.

“Lamento às vezes que em nossa época tenhamos que nos limitar a uma, talvez duas, matérias, como a minha para mim, latim e matemática”, disse Hubert. “Estou muito grato por ter tido a oportunidade de estar envolvido em algo diferente no Zooniverse.”

Outra co-autora, Elisabeth Payten de Leuven, Bélgica, que trabalha no departamento de resseguro, diz que classificar as curvas de luz no Planet Hunters TESS é “relaxante”. Ela se interessou por astronomia desde a infância e foi uma das voluntárias originais do Galaxy Zoo, um projeto de ciência cidadã em astronomia que começou em 2007. O Galaxy Zoo convidou os participantes a classificar as formas de galáxias distantes.

Embora Baeten tenha participado de mais de uma dúzia de estudos publicados por meio dos Projetos Zooniverse, o novo estudo é a primeira publicação científica de Rubio. Astronomia sempre foi um interesse de toda a vida e agora ele pode compartilhá-la com seu filho. Os dois às vezes olham para o Planet Hunters TESS juntos.

“Sinto que estou contribuindo, mesmo que seja apenas uma pequena parte”, disse Rubio. “A pesquisa científica em particular, é satisfatória para mim.”

A NASA tem uma gama diversificada de colaborações científicas de cidadãos em tópicos que vão das ciências da Terra ao Sol e ao universo mais amplo. Qualquer pessoa no mundo pode participar. Confira as oportunidades mais recentes em science.nasa.gov/citizenscience.

Referência: “Caçadores de planetas TESS III: Dois planetas em trânsito ao redor do anão G brilhante HD 152843” Por NL Eisner, B. A. Nicholson, O Barragán, S Aigrain, C Lintott, L Kaye, B Klein, G Miller, J Taylor e N Zicher, LA Buchhave, DA Caldwell, J Horner, J Llama, A Mortier, VM Rajpaul, K Stassun, A Sporer, A Tkachenko, JM Jenkins, D Latham, G Ricker, S Seager, J Winn, S Alhassan, EML Baeten, SJ Bean DM Bundy, V Efremov, R Ferstenou, BL Goodwin, M Hof, T Hoffman, A Hubert, L Lau, S Lee, D Maetschke, K Peltsch, C Rubio-Alfaro, GM Wilson, 12 de maio de 2021, Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093 / mnras / stab1253

Annaliese Franke

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