Cientistas usando o telescópio espacial Kepler da NASA recentemente descobriram seis planetas constituídos por uma mistura de rocha e gases em órbita de uma única estrela tipo-Sol, conhecida como Kepler-11, localizada a aproximadamente 2000 anos-luz da Terra.
"O sistema planetário de Kepler-11 é extraordinário," afirma Jack Lissauer, cientista planetário e membro da equipa científica do Kepler no Centro de Pesquisa Ames da NASA em Moffett Field, Califórnia, EUA. "É incrivelmente compacto, incrivelmente achatado e há uma grande quantidade de planetas gigantes orbitando perto da sua estrela - nem sabíamos que tais sistemas podiam existir."
Por outras palavras, Kepler-11 tem o sistema planetário mais preenchido e compacto já descoberto além do nosso.
"Conhecem-se poucas estrelas com mais de um planeta de trânsito e Kepler-11 é a primeira conhecida a ter mais de três," afirma Lissauer. "Por isso sabemos que sistemas como este não são comuns. Certamente estrelas com sistemas parecidos com o de Kepler-11 constituem muito menos de 1%. Mas se é um em mil, um em dez mil ou um num milhão, isso não sabemos, porque observámos só um até agora."
Todos os planetas em órbita de Kepler-11, uma estrela anã amarela, são maiores que a Terra, sendo os maiores comparáveis em tamanho a Úrano e Neptuno. O planeta mais interior, Kepler-11b, está dez vezes mais perto da sua estrela do que a Terra do Sol. Os outros planetas, percorrendo a direcção oposta à da estrela, são Kepler-11c, Kepler-11d, Kepler-11e, Kepler-11f e finalmente o planeta mais exterior, Kepler-11g, que está duas vezes mais perto da sua estrela que a Terra está do Sol.
"Os cinco planetas mais interiores estão todos mais perto da estrela do que qualquer planeta está do nosso Sol e o sexto está ainda razoavelmente perto," afirma Lissauer.
Se fossem colocados no nosso Sistema Solar, Kepler-11g orbitaria entre Mercúrio e Vénus, e os outros cinco planetas entre Mercúrio e o Sol. As órbitas dos cinco planetas interiores no sistema planetário de Kepler-11 estão muito mais próximas entre si do que quaisquer dos planetas no nosso Sistema Solar. Os cinco exoplanetas mais interiores têm períodos orbitais entre 10 e 47 dias em torno da estrela anã, enquanto que Kepler-11g tem um período de 118 dias.
"Ao medir os tamanhos e massas dos cinco planetas interiores, determinámos que estão entre os exoplanetas confirmados mais pequenos," salienta Lissauer. "Estes planetas são misturas de rocha e gases, possivelmente incluindo água. O material rochoso perfaz a maioria da massa dos planetas, enquanto o gás perfaz a maioria do seu volume.
Segundo Lissauer, Kepler-11 é um espantoso sistema planetário cuja arquitectura e dinâmica fornece pistas acerca da sua formação. Os planetas Kepler-11d, Kepler-11e e Kepler-11f têm quantidades significativas de gases leves, que Lissauer diz ser indicativo que pelo menos estes três planetas se formaram no início da história do sistema planetário, em poucos milhões de anos.
Um sistema planetário nasce quando uma nuvem molecular colapsa para formar uma estrela. Nesta altura, discos de gás e poeira nos quais os planetas se formam, denominados discos protoplanetários, rodeiam a estrela. Os discos protoplanetários podem ser vistos em torno da maioria das estrelas com menos de 1 milhão de anos, mas poucas estrelas com mais de cinco milhões de anos os têm. Isto leva os cientistas a teorizar que os planetas com grandes quantidades de gás se formam relativamente rápido de modo a obter os gases antes do disco se dispersar.
O telescópio Kepler vai continuar a enviar dados científicos acerca do novo sistema de Kepler-11 durante o resto da sua missão. Quantos mais trânsitos o Kepler observar, melhor poderão os cientistas estimar os tamanhos e massas dos planetas.
"Estes dados permitem-nos calcular estimativas mais precisas dos tamanhos e massas dos planetas, e podem ainda ajudar-nos a descobrir outros planetas em torno da estrela Kepler-11," afirma Lissauer. "Talvez consigamos descobrir um sétimo planeta no sistema, ou devido aos seus trânsitos ou graças aos puxos gravitacionais que exerce nos seis planetas que já observamos. Vamos aprender muito acerca da diversidade de planetas lá fora, em torno de estrelas da nossa Galáxia."
Além da descoberta de Kepler-11, os cientistas do Kepler também anunciaram a descoberta dos seus primeiros candidatos a planeta tipo-Terra e os seus primeiros cinco candidatos na zona habitável. Estes candidatos requerem mais observações para verificar que são realmente planetas.
"Numa geração fomos de planetas extrasolares como cenários de ficção científica, para o presente, onde o Kepler ajuda a tornar ficção realidade," afirma Charles Bolden, administrador da NASA. "Estas descobertas sublinham a importância das missões deste género, que consistentemente fazem crescer o nosso conhecimento do cosmos."
As descobertas fazem parte de várias centenas de candidatos a planetas identificados num novo conjunto de dados da missão Kepler, anunciado dia 1 de Fevereiro. Ao todo, os achados impulsionam o número de candidatos a planetas (identificados pelo Kepler) para 1235, até à data. Destes, 68 são aproximadamente do tamanho da Terra; 288 são super-Terras; 662 são do tamanho de Neptuno; 165 do tamanho de Júpiter e 19 são maiores que Júpiter. Dos 54 novos candidatos a planeta descobertos na zona habitável, cinco são quase tipo-Terra. Os restantes 49 candidatos na zona habitável variam entre super-Terras -- duas vezes o tamanho do nosso planeta -- e planetas maiores que Júpiter.
As descobertas têm por base resultados de observações conduzidas entre 12 de Maio e 17 de Setembro de 2009, das mais de 156.000 estrelas no campo de visão do Kepler.
"O facto de termos descoberto tantos candidatos a planeta em tão pequena fracção do céu sugere que existem inúmeros planetas em órbita de estrelas tipo-Sol na nossa Via Láctea," afirma William Borucki do Centro de Pesquisa Ames da NASA, e investigador principal da missão. "Fomos de zero para 68 candidatos a planeta tipo-Terra e de zero para 54 candidatos a planeta na zona habitável, alguns dos quais podem ter luas com água líquida."
Das estrelas com candidatos a planetas, 170 mostram evidências de candidatos planetários múltiplos. Além de Kepler-11, a única estrela com mais de um planeta confirmado é Kepler-9, que tem três.
O Kepler é um observatório espacial que procura por assinaturas de planetas ao medir ténues diminuições no brilho das estrelas quando os corpos passam à sua frente, por outras palavras, quando transitam. O tamanho do planeta pode ser derivado a partir da mudança no brilho estelar. A temperatura pode ser estimada a partir das características da estrela que orbita e do período orbital do planeta.
A equipa científica do Kepler usa telescópios terrestres, bem como o Telescópio Espacial Spitzer, para fazer observações posteriores dos candidatos planetários e outros objectos de interesse descobertos pelo Kepler. O campo estelar que o telescópio observa, nas constelações de Cisne e Lira, pode apenas ser observado por telescópio terrestres entre a Primavera e o início do Outono. Os dados destes outros observatórios ajudam a determinar quais dos candidatos podem ser identificados como planetas.
O Kepler vai continuar as suas operações científicas pelo menos até Novembro de 2012, em busca de planetas tão pequenos quanto a Terra, incluindo aqueles que orbitam estrelas na zona habitável, onde a água líquida pode existir à superfície do planeta. Dado que os trânsitos dos planetas na zona habitável de estrelas tipo-Sol ocorrem uma vez por ano e requerem três trânsitos para verificação, prevê-se que demore pelo menos três anos a localizar e verificar um planeta tipo-Terra. Os astrónomos esperam que 80% dos candidatos a planeta sejam confirmados positivamente como planetas reais.
"O Kepler pode ver apenas 1/400 do céu," afirma Borucki. "Pode descobrir apenas uma minúscula fracção de planetas em torno das estrelas que observa porque as suas órbitas não estão alinhadas devidamente. Se tivermos em conta estes dois factores, os nossos resultados indicam que devem existir milhões de planetas em órbita de outras estrelas."
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Kepler-11 é uma estrela tipo-Sol com pelo menos seis planetas em órbita. Por vezes, dois ou mais planetas passam em frente da estrela ao mesmo tempo, como visto nesta impressão de artista do trânsito simultâneo de três planetas observados pelo Telescópio Kepler da NASA em 26 de Agosto de 2010.
Crédito: NASA/Tim Pyle
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O recém-descoberto sistema planetário em torno de Kepler-11 cabe totalmente dentro da órbita de Vénus.
Crédito: NASA/Tim Pyle
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Comparando o tamanho dos planetas do Kepler. Os seis novos planetas em torno de Kepler-11 estão em baixo.
Crédito: NASA/Wendy Stenzel
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Os mais de 1200 candidatos a planeta do Kepler por tamanho. À medida que os pontos azuis aumentam, também as probabilidades de encontrar uma segunda Terra.
Crédito: NASA/Wendy Stenzel
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Tamanho dos candidatos do Kepler em relação à Terra e em relação ao seu período orbital.
Crédito: NASA/Wendy Stenzel
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Os candidatos a planeta do Kepler separados por tamanho.
Crédito: NASA/Wendy Stenzel
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