O sistema Kepler-444 mostrado acima formado quando a Via Láctea era um jovem dois bilião anos de idade. Os planetas foram detectados a partir do escurecimento que ocorre quando transitam pelo disco de sua estrela-mãe, como mostrado na concepção deste artista. Observações de 74 planetas do tamanho da Terra em torno de estrelas distantes podem limitar campo de candidatos habitáveis. Visto de cima, as órbitas planetárias do nosso sistema solar em torno do sol assemelham anéis em torno de um olho de touros. Cada planeta, incluindo a Terra, continua em um caminho mais ou menos circular, mantendo sempre a mesma distância do sol.
Durante décadas, os astrônomos têm de saber se órbitas circulares do sistema solar pode ser uma raridade em nosso universo.Agora, uma nova análise sugere que tal regularidade orbital é, em vez da norma, pelo menos para sistemas com planetas tão pequenos quanto a Terra.
Em um artigo publicado no Astrophysical Journal, pesquisadores do MIT e Universidade de Aarhus , na Dinamarca relatam que 74 exoplanetas, localizados centenas de anos-luz de distância, orbitam estrelas em seus respectivos padrões circulares, bem como os planetas do nosso sistema solar.
Estes 74 exoplanetas, que orbitam 28 estrelas, são aproximadamente do tamanho da Terra, e suas trajetórias circulares estão em forte contraste com aqueles de mais exoplanetas enormes, alguns dos quais vêm muito perto de suas estrelas antes arremessado longe no altamente excêntrico, órbitas alongadas .
"Vinte anos atrás, nós só sabia sobre o nosso sistema solar, e tudo era circular e assim todos esperavam órbitas circulares em toda parte", diz Vincent Van Eylen, um estudante graduado em visitar Departamento de Física do MIT. "Então nós começamos a encontrar exoplanetas gigantes, e de repente encontramos toda uma gama de excentricidades, então não havia uma questão em aberto saber se isso também vale para os planetas menores. Nós achamos que para pequenos planetas, circular é provavelmente a norma."
Em última análise, Van Eylen diz que é uma boa notícia na busca de vida em outros lugares. Entre outros requisitos, para um planeta para ser habitável, teria que ser sobre o tamanho da Terra - pequeno e compacto o suficiente para ser feito de rocha, não de gás. Se um pequeno planeta também manteve uma órbita circular, seria ainda mais favorável à vida, como ele iria suportar um clima durante todo o ano estável. (Em contraste, um planeta com uma órbita mais excêntrica pode enfrentar oscilações dramáticas no clima, uma vez que orbitava em fechar, em seguida, longe de sua estrela.)
"Se órbitas excêntricas são comuns para planetas habitáveis, que seria muito uma preocupação para a vida, porque eles têm uma grande variedade de propriedades, tais clima", diz Van Eylen. "Mas o que encontramos é, provavelmente não precisa se preocupar muito, porque casos circulares são bastante comuns."
No passado, os pesquisadores calcularam as excentricidades orbitais de grande porte, "gigantes gasosos" exoplanetas utilizando velocidade radial - uma técnica que mede o movimento de uma estrela. Como um planeta orbita uma estrela, sua força gravitacional puxará a estrela, fazendo com que ele se mova em um padrão que reflete a órbita do planeta. No entanto, a técnica é mais bem sucedido para planetas maiores, como eles exercem força gravitacional suficiente para influenciar suas estrelas.
Os pesquisadores comumente encontrar planetas menores usando um método de detecção de trânsito, em que eles estudam a luz emitida por uma estrela, em busca de mergulhos na luz das estrelas que significam quando um planeta atravessa, ou "trânsitos", na frente dessa estrela, momentaneamente diminuindo sua luz. Normalmente, este método só ilumina a existência de um planeta, não sua órbita. Mas Van Eylen e seu colega Simon Albrecht, da Universidade de Aarhus, desenvolveram uma forma de recolher informações orbital a partir de dados de trânsito estelares.
Eles primeiro argumentou que, se eles sabiam a massa e raio de estrela de um planeta, eles podiam calcular quanto tempo levaria um planeta a orbitar a estrela, se sua órbita fosse circular. A massa e raio de uma estrela determina sua força gravitacional, o que por sua vez influencia o quão rápido um planeta viaja em torno da estrela.
Ao calcular a velocidade orbital de um planeta em uma órbita circular, que poderia, então, estimar a duração de um trânsito - quanto tempo um planeta seria necessário para atravessar na frente de uma estrela. Se o trânsito calculado combinava um trânsito real, os pesquisadores raciocinaram que a órbita do planeta deve ser circular. Se o trânsito eram mais longos ou mais curtos, a órbita deve ser mais alongada, ou excêntrico.
Para obter dados reais de trânsito, a equipe olhou através de dados coletados ao longo dos últimos quatro anos por Kepler telescópio da NASA - um observatório espacial que examina uma fatia do céu em busca de planetas habitáveis. O telescópio acompanhou o brilho de mais de 145.000 estrelas, apenas uma fração do que têm sido caracterizadas em detalhe.
A equipe escolheu para se concentrar em 28 estrelas para o qual massa e raio anteriormente foram medidos, utilizando Sismologia - uma técnica que mede pulsações estelares, que refletem massa e raio de uma estrela.
Estes 28 estrelas sediar sistemas multiplanet - 74 exoplanetas em todos. Os pesquisadores obtiveram dados Kepler para cada exoplaneta, olhando não só para a ocorrência de trânsito, mas também a sua duração. Dada a massa e raio das estrelas hospedeiras, a equipe calculou a duração de trânsito de cada planeta se sua órbita fosse circular, então comparadas as durações de trânsito estimados com durações de trânsito a partir de dados reais Kepler.
Através da placa, Van Eylen e Albrecht encontrado as durações de trânsito calculado com o observado combinado, sugerindo que todos os 74 exoplanetas manter órbitas circulares, não excêntrico,.
"Descobrimos que a maioria deles combinava bem de perto, o que significa que eles estão muito perto de ser circular", diz Van Eylen. "Estamos muito certo que, se muito altas excentricidades eram comuns, que teria visto que, o que nós não temos."
Van Eylen diz que os resultados orbitais para estes planetas menores podem eventualmente ajudar a explicar por que os planetas maiores têm órbitas mais extremas.
"Queremos entender por que alguns exoplanetas têm órbitas excêntricas extremamente, enquanto em outros casos, como o sistema solar, planetas orbitam principalmente circular", diz Van Eylen. "Esta é uma das primeiras vezes que mensurado de forma confiável as excentricidades de pequenos planetas, e é emocionante ver que eles são diferentes dos planetas gigantes, mas semelhante ao sistema solar."
O Galaxy diário via MIT
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