Kepler 93b: NASA realiza a mais precisa medição do tamanho de um exoplaneta

http://www.nasa.gov/jpl/spitzer/pia18463/#.U9K7i_ldV8E

Usando dados dos observatórios espaciais Kepler e Spitzer da NASA, os astrônomos fizeram a medição mais precisa até hoje do tamanho de um exoplaneta. Créditos: NASA/JPL-Caltech

Graças aos observatórios espaciais Kepler e Spitzer da NASA, um time de astrônomos realizou a medição mais precisa já feita do diâmetro de um planeta extrasolar. O raio do exoplaneta Kepler-93b foi medido com uma incerteza de apenas 120 km.

As medições confirmam que Kepler-93b é uma super Terra com cerca de 1,5 vezes o tamanho do nosso planeta. Embora as super Terras sejam relativamente comuns na nossa Galáxia, não há nenhuma no nosso Sistema Solar. Assim, exoplanetas como Kepler-93b são os únicos laboratórios em que podemos estudar esta categoria importante de mundos.

Sabendo os limites dos tamanhos e massas das super Terras, os astrônomos são capazes de começar a tentar entender sobre a composição destes mundos estranhos. Medições anteriores, através do Observatório Keck no Havaí, estimaram a massa de Kepler-93b em cerca de 3,8 vezes a da Terra. A densidade de Kepler-93b, derivada de sua massa e seu raio, recentemente obtido, indica que de fato o exoplaneta é provavelmente constituído por ferro e rocha, tal como a Terra.

Sarah Ballard, Universidade de Washington em Seattle, EUA, autora principal do artigo explicou:

Com os observatórios Kepler e o Spitzer, obtivemos a medição mais precisa, até à data, do tamanho de um planeta extrasolar. Isto é fundamental para compreendermos estes mundos longínquos. A medição é tão precisa que pode ser literalmente comparada a sermos capazes de medir a altura de uma pessoa com 1,8 metros com uma precisão de 1,9 centímetros, se essa pessoa estivesse em Júpiter.

Kepler-93b pertence a um sistema estelar localizado a cerca de 300 anos-luz de distância. A estrela hospedeira Kepler 93 possui cerca de 90% da massa e 90% do diâmetro do Sol. A distância orbital do exoplaneta de apenas cerca de um-sexto da distância de Mercúrio ao Sol implica uma temperatura escaldante à sua superfície, estimada na faixa dos 760 graus Celsius. Embora tenha densidade similar à Terra, especula-se que Kepler-93b é nefasto para a vida como a conhecemos [1].

Para fazer esta medição do diâmetro deste exoplaneta tostado pelo seu sol, os telescópios Kepler e Spitzer observaram, ao mesmo tempo, a passagem (trânsito) de Kepler-93b em frente da sua estrela hospedeira, eclipsando uma pequena fração da luz estelar. O olhar preciso do Kepler também acompanhou simultaneamente a diminuição do brilho da estrela provocada por ondas sísmicas que se deslocam no seu interior. Estas leituras codificam informações acuradas sobre o interior da estrela. A equipe esmiuçou as medidas para avaliar criteriosamente o raio da estrela, o que é crucial para dedução do raio do exoplaneta.

O Spitzer, em paralelo, confirmou comportamento similar do trânsito exoplanetário em infravermelho com relação a observação no espectro visível pelo Kepler. Os dados adicionais do Spitzer, alguns dos quais foram recolhidos através de um novo método de observação precisa, descartaram a possibilidade da detecção do Kepler ser falsa, ou seja, eliminaram a possibilidade de um ‘falso positivo’.

Comparados entre si, os dados apresentam um erro de menos de 1% no diâmetro de Kepler-93b. A medição significa que o exoplaneta, tem um diâmetro estimado em 18.000 ± 120 quilômetros.

O Spitzer capturou um total de sete trânsitos do exoplaneta Kepler-93b entre 2010 e 2011. Três dos trânsitos foram obtidos usando uma técnica observacional chamada “peak-up”. Em 2011, os engenheiros do Spitzer reaproveitaram a câmera “peak-up” do telescópio, usada para apontar o telescópio com precisão, para controlar onde a luz afeta os pixels individuais dentro da câmara infravermelha do Spitzer.

Como resultado desta manobra, Sarah Ballard e colegas foram capazes de reduzir em 50% o intervalo de incerteza das medições do diâmetro do exoplaneta pelo Spitzer, melhorando a concordância entre as medições do Spitzer e do Kepler.

Michael Werner, cientista do programa Spitzer do JPL da NASA em Pasadena, afirmou:

Sarah Ballard e a sua equipe fizeram um grande avanço científico ao demonstrar o poder da nova abordagem do Spitzer em observações de exoplanetas.

Nota

[1] Devido à proximidade em relação a estrela é possível que Kepler 93b esteja em ressonância orbital 1:1, ou seja, esteja sempre com uma face voltada para sua estrela, em um ‘dia sem fim’, e a outra face em ‘noite eterna’. Nestas condições, embora seja literalmente tostado de um lado pelo seu sol, a face escura pode eventualmente apresentar temperaturas amenas, dependendo, é claro, de suas condições atmosféricas, elementos químicos presentes, etc.