Muitos planetas além do nosso sistema solar seguem caminhos orbitais quase circulares

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Muitos planetas além do nosso sistema solar seguem caminhos
orbitais quase circulares
O conceito de Kepler-385 do artista, o sistema de sete planetas revelado em um novo catálogo de candidatos a
planetas descoberto pelo telescópio espacial Kepler da NASA. Crédito da imagem: Daniel Rutter/NASA. Todos os
direitos reservados.
A maioria dos planetas próximos do tamanho da Terra viaja em torno de suas estrelas hospedeiras em órbitas quase
circulares, e quanto mais planetas pequenos estão orbitando perto de uma estrela, mais quase circularem suas
órbitas são. Estas são apenas duas das muitas descobertas baseadas em uma nova análise importante de dados do
telescópio espacial aposentado da NASA, que se concentrou em detalhar as características de exoplanetas -
planetas além do nosso sistema solar. O novo catálogo inclui quase 4.400 planetas e fortes candidatos a planetas,
que ainda aguardam confirmação, e inclui mais de 700 sistemas com vários planetas.
Um artigo descrevendo o novo catálogo, por uma equipe de pesquisadores que inclui cientistas da Penn State, foi
disponibilizado on-line antes da publicação no The Planetary Science Journal.
“Reunimos a lista mais precisa de candidatos ao planeta Kepler e suas propriedades até o momento”, disse Jack
Lissauer, pesquisador do Centro de Pesquisa Ames da NASA no Vale do Silício, na Califórnia, e principal autor do
artigo. “A missão Kepler da NASA descobriu a maioria dos exoplanetas conhecidos, e este novo catálogo permitirá
aos astrônomos aprender mais sobre suas características. Entre as novas descobertas está Kepler-385, o primeiro
sistema planetário encontrado para conter sete planetas quentes.
https://arxiv.org/abs/2311.00238
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Kepler descobriu planetas através da detecção de pequenas quedas no brilho das estrelas à medida que os planetas
passam entre a estrela e o telescópio, bloqueando uma fração da luz da estrela. Embora o catálogo oficial final de
planetas da missão Kepler tenha sido projetado para ajudar a medir a forma como os planetas são comuns em torno
de outras estrelas parecidas com o Sol, este estudo forneceu duas versões do catálogo: uma com foco na produção
de informações mais precisas sobre cada um dos sistemas e outra otimizada para caracterizar a distribuição de
tamanhos de planetas, períodos orbitais e formas orbitais.
O novo catálogo utiliza medições melhoradas de propriedades estelares. Também é responsável pelas interações
gravitacionais entre planetas dentro de um sistema planetário para calcular com mais precisão o caminho de cada
planeta que transita por sua estrela hospedeira. Esta combinação ilustrou que as estrelas que hospedam vários
planetas em trânsito - planetas que passam na frente do corpo da estrela - normalmente têm órbitas mais circulares
do que estrelas com apenas um ou dois planetas em trânsito.
O professor de astronomia e astrofísica Eric Ford liderou a análise da distribuição observada das durações de
trânsito. Ford explicou que a duração do trânsito é uma poderosa sonda da distribuição das excentricidades orbitais
dos exoplanetas. Estas são uma medida de quão longe a forma orbital de um planeta é de ser um círculo perfeito, o
que equivale a uma excentricidade de zero, enquanto órbitas mais alongadas têm maiores excentricidades. Para a
maioria dos planetas, não há dados suficientes para medir sua excentricidade orbital em uma base individual. O
grupo de pesquisa de Ford, já em 2008, desenvolveu métodos para caracterizar a distribuição das excentricidades
para uma população de planetas em trânsito. As primeiras tentativas de caracterizar as formas das órbitas do
planeta foram limitadas por incertezas nas propriedades de suas estrelas hospedeiras e aproximações usadas para
construir catálogos anteriores.
“Enquanto estudos anteriores inferiram que pequenos planetas e sistemas com planetas mais em trânsito tendem a
ter pequenas excentricidades orbitais, esses resultados dependiam de modelos complexos”, disse Ford, que é co-
contrata do Instituto Estadual da Pensilvânia para Ciências Computacionais e de Dados. “Nosso novo resultado é
uma demonstração mais direta e independente de modelos de que sistemas com planetas mais em trânsito têm
órbitas mais circulares.”
A maioria dos planetas descobertos pela missão Kepler da NASA está mais perto de sua estrela do que a Terra está
do Sol e espera-se que seja muito quente para ser habitável. Apenas uma pequena fração das descobertas do
Kepler está na “zona habitável”, a região onde eles poderiam suportar água líquida em sua superfície – um conceito
introduzido pelo professor emérito da Penn State Evan Pugh, emérito James Kastings. No entanto, as Terras
quentes superdimensionadas fornecem pistas intrigantes sobre o clima dos planetas na zona habitável.
“Os astrônomos descobriram alguns planetas gigantes com órbitas moderadas a extremamente alongadas,
resultando em verões breves e quentes e longos invernos para esfriar”, disse Ford. “Sinais, planetas rochosos e com
grandes excentricidades teriam variações sazonais extremas que poderiam ser desafiadoras para o
desenvolvimento da vida. Em contraste, os dados do Kepler demonstram que a grande maioria dos planetas com
tamanhos entre os da Terra e de Netuno normalmente têm órbitas quase circulares. Para esses planetas, as
variações climáticas sazonais serão principalmente devido à inclinação do eixo de rotação do planeta, como na
Terra.
As observações primárias do Kepler cessaram em 2013 e foram seguidas pela missão estendida do telescópio,
chamada K2, que continuou até 2018. Os dados coletados pelo Kepler continuam a revelar novas descobertas sobre
nossa galáxia. Ford e colaboradores descobriram anteriormente que há mais planetas do que estrelas na Via Láctea,
e agora, este novo estudo pinta uma imagem mais detalhada de como são cada um desses planetas e seus
sistemas domésticos - proporcionando uma melhor visão dos muitos mundos além do nosso sistema solar.
“Graças à missão Kepler, agora sabemos que a estrela típica semelhante ao Sol abriga vários planetas maiores que
a Terra, mas menor que Netuno, orbitando ainda mais do que os planetas do nosso sistema solar”, disse Ford. “A
https://www.icds.psu.edu/
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103583710109?via%3Dihub
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103583710109?via%3Dihub
https://www.psu.edu/news/research/story/how-many-earth-planets-are-around-sun-stars/
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observação significa que sistemas solares muito semelhantes não são típicos. Mas ainda não sabemos se eles são
raros.”
Além de Lissauer e Ford, a equipe de pesquisa inclui Kadri M. Nizam, um estudante de pós-graduação na Penn
State, Jason F. Rowe na Bishops University, no Canadá, Daniel Jontof-Hutter, da Universidade do Pacífico, na
Califórnia, Daniel C. Fabrycky na Universidade de Chicago, Darin Ragozzine na Universidade Brigham Young e
Jason H. Steffen, da Universidade de Nevada, em Las Vegas.
O Ciclo do Programa de Cientistas Participantes Kepler da NASA e uma concessão de Sistemas Solares Origins of
Solar da NASA apoiaram o trabalho da Ford neste projeto. Ele é o diretor do Centro de Exoplanetas e Mundos
Habitáveis, que é apoiado pela Penn State e pela Eberly College of Science, diretora associada do Centro de
Astronestatística, e membro do Instituto de Ciências Computacionais e de Dados e do Consórcio de Ciência e
Tecnologia Planetária e Exoplanetária.
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