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terça, 07 janeiro 2020 21:11

Caçador de Planetas da NASA encontra Mundo de zona habitável do tamanho da Terra Destaque

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O satélite de pesquisa de exoplanetas em trânsito da NASA (TESS) descobriu seu primeiro planeta do tamanho da Terra na zona habitável de sua estrela, a faixa de distâncias em que as condições podem ser adequadas para permitir a presença de água líquida na superfície.

Os cientistas confirmaram a descoberta, chamada TOI 700 d, usando o Telescópio Espacial Spitzer da NASA e modelaram os ambientes potenciais do planeta para ajudar a informar futuras observações.

O TOI 700 d é um dos poucos planetas do tamanho da Terra descobertos na zona habitável de uma estrela até agora. Outros incluem vários planetas no sistema TRAPPIST-1 e outros mundos descobertos pelo Kepler Space Telescope da NASA.

"O TESS foi projectado e lançado especificamente para encontrar planetas do tamanho da Terra orbitando estrelas próximas", disse Paul Hertz, director da divisão de astrofísica da sede da NASA em Washington. "Os planetas ao redor de estrelas próximas são mais fáceis de acompanhar com telescópios maiores no espaço e na Terra. Descobrir o TOI 700 d é uma descoberta científica essencial para o TESS. Confirmar o tamanho do planeta e o status da zona habitável do Spitzer é outra vitória do Spitzer à medida que ele se aproxima o final das operações científicas em Janeiro ".

O TESS monitora grandes áreas do céu, chamadas sectores, por 27 dias por vez. Esse olhar longo permite que o satélite rastreie as mudanças no brilho estelar causadas por um planeta em órbita cruzando na frente de sua estrela da nossa perspectiva, um evento chamado trânsito.

O TOI 700 é uma pequena e fresca estrela anã M, localizada a pouco mais de 100 anos-luz de distância, na constelação do sul de Dorado. São aproximadamente 40% da massa e tamanho do Sol e cerca da metade da temperatura da superfície. A estrela aparece em 11 dos 13 sectores observados pelo TESS durante o primeiro ano da missão, e os cientistas capturaram vários trânsitos de seus três planetas.

A estrela foi originalmente classificada incorrectamente no banco de dados do TESS como sendo mais semelhante ao nosso Sol, o que significava que os planetas pareciam maiores e mais quentes do que realmente são. Vários pesquisadores, incluindo Alton Spencer, um estudante do ensino médio que trabalha com membros da equipe do TESS, identificaram o erro.

"Quando corrigimos os parâmetros da estrela, o tamanho de seus planetas caiu e percebemos que o mais externo tinha o tamanho da Terra e a zona habitável", disse Emily Gilbert, uma estudante da Universidade de Chicago. "Além disso, em 11 meses de dados, não vimos erupções da estrela, o que aumenta as chances de o TOI 700 d ser habitável e facilita a modelagem de suas condições atmosféricas e de superfície".

Gilbert e outros pesquisadores apresentaram as descobertas na 235a reunião da Sociedade Astronómica Americana em Honolulu, e três artigos - um dos quais Gilbert liderou - foram submetidos a revistas científicas.

O planeta mais interno, chamado TOI 700 b, é quase exactamente do tamanho da Terra, provavelmente é rochoso e completa uma órbita a cada 10 dias. O planeta do meio, o TOI 700 c, é 2,6 vezes maior que a Terra - entre os tamanhos da Terra e Neptuno - orbita a cada 16 dias e é provavelmente um mundo dominado por gás. O TOI 700 d, o planeta mais externo conhecido no sistema e o único na zona habitável, mede 20% maior que a Terra, orbita a cada 37 dias e recebe de sua estrela 86% da energia que o Sol fornece à Terra. Pensa-se que todos os planetas estejam travados de forma ordenada à sua estrela, o que significa que eles giram uma vez por órbita para que um lado seja banhado constantemente pela luz do dia.

Uma equipa de cientistas liderada por Joseph Rodriguez, astrónomo do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, em Cambridge, Massachusetts, solicitou observações de acompanhamento com Spitzer para confirmar o TOI 700 d.

"Dado o impacto dessa descoberta - que é o primeiro planeta do tamanho da Terra em zona habitável do TESS -, realmente queríamos que nosso entendimento desse sistema fosse o mais concreto possível", disse Rodriguez. "Spitzer viu o TOI 700 d transitar exactamente quando esperávamos. É um óptimo complemento para o legado de uma missão que ajudou a confirmar dois planetas do TRAPPIST-1 e identificar mais cinco".

Os dados do Spitzer aumentaram a confiança dos cientistas de que o TOI 700 d é um planeta real e aumentaram suas medições de seu período orbital em 56% e de seu tamanho em 38%. Ele também descartou outras possíveis causas astrofísicas do sinal de trânsito, como a presença de uma estrela menor e mais escura no sistema.

Rodriguez e seus colegas também usaram observações de acompanhamento de um telescópio terrestre de 1 metro na rede global Observatory Las Cumbres para melhorar a confiança dos cientistas no período orbital e no tamanho do TOI 700 c em 30% e 36%, respectivamente.

Como o TOI 700 é brilhante, próximo, e não mostra sinais de explosões estelares, o sistema é o principal candidato para medições precisas de massa pelos actuais observatórios terrestres. Essas medidas podem confirmar as estimativas dos cientistas de que os planetas interno e externo são rochosos e o planeta do meio é feito de gás.

Missões futuras podem ser capazes de identificar se os planetas têm atmosferas e, se houver, até determinar suas composições.

Embora as condições exactas do TOI 700 d sejam desconhecidas, os cientistas podem usar as informações actuais, como o tamanho do planeta e o tipo de estrela que orbita, para gerar modelos de computador e fazer previsões. Pesquisadores do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, modelaram 20 ambientes em potencial do TOI 700 d para avaliar se alguma versão resultaria em temperaturas e pressões da superfície adequadas para a habitabilidade.

Seus modelos climáticos em 3D examinaram uma variedade de tipos de superfície e composições atmosféricas tipicamente associadas ao que os cientistas consideram mundos potencialmente habitáveis. Como o TOI 700 d está preso à estrela, as formações de nuvens e os padrões de vento do planeta podem ser surpreendentemente diferentes dos da Terra.

Uma simulação incluiu um TOI 700 d coberto de oceano com uma atmosfera densa e dominada por dióxido de carbono, semelhante ao que os cientistas suspeitam ter cercado Marte quando era jovem. A atmosfera do modelo contém uma camada profunda de nuvens no lado voltado para a estrela. Outro modelo descreve o TOI 700 d como uma versão sem terra da Terra da terra moderna, onde os ventos fluem para longe do lado nocturno do planeta e convergem no ponto directamente voltado para a estrela.

Quando a luz das estrelas passa pela atmosfera de um planeta, ela interage com moléculas como dióxido de carbono e nitrogénio para produzir sinais distintos, chamados linhas espectrais. A equipa de modelagem, liderada por Gabrielle Englemann-Suissa, uma Associação Universitária de Pesquisas Espaciais, assistente de pesquisa em Goddard, produziu espectros simulados para as 20 versões modeladas do TOI 700 d.

"Algum dia, quando tivermos espectros reais do TOI 700 d, podemos voltar atrás, combiná-los com o espectro simulado mais próximo e depois com um modelo", disse Englemann-Suissa. "É emocionante, porque não importa o que descobrimos sobre o planeta, parecerá completamente diferente do que temos aqui na Terra."

O TESS é uma missão do NASA Astrophysics Explorer liderada e operada pelo MIT em Cambridge, Massachusetts, e gerida pelo Goddard Space Flight Center da NASA. Parceiros adicionais incluem Northrop Grumman, com sede em Falls Church, Virginia; O Ames Research Center da NASA, em  Silicon Valley, na Califórnia; o Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, Massachusetts; Laboratório Lincoln do MIT; e o Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, em Baltimore. Mais de uma dúzia de universidades, institutos de pesquisa e observatórios em todo o mundo são participantes da missão.

O Laboratório de Propulsão a Jacto em Pasadena, Califórnia, gere a missão do Telescópio Espacial Spitzer para a Directoria de Missões Científicas da NASA em Washington. As operações científicas são realizadas no Spitzer Science Center em Caltech, em Pasadena. As operações espaciais são baseadas no Lockheed Martin Space, em Littleton, Colorado. Os dados são arquivados no Infrared Science Archive, localizado no IPAC em Caltech. Caltech gere o JPL para a NASA.

O trabalho de modelagem foi financiado por meio da colaboração do Exoplanet Environments da Goddard, uma colaboração multidisciplinar que reúne especialistas para criar modelos de computador abrangentes e sofisticados para melhor analisar as observações actuais e futuras dos exoplanetas.

Story Source:

Materials provided by NASA/Jet Propulsion Laboratory. Original written by Jeanette Kazmierczak, NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md

 

Ler 111 vezes Modificado em terça, 07 janeiro 2020 21:52

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