Missão Kepler da NASA: "Encontrar mundos estrangeiros com um jogo de luz e sombra"

Os astrónomos usaram muitos métodos diferentes para descobrir planetas além do sistema solar, mas o mais bem sucedido de longe é a fotometria de trânsito, que mede mudanças no brilho de uma estrela causado por um mini-eclipse. Quando um planeta passa em frente da sua estrela ao longo de nossa linha de visão, ele bloqueia parte da luz da estrela. Se o escurecimento dura por um determinado período de tempo e ocorre em intervalos regulares, ele provavelmente significa um exoplaneta está passando em frente, ou em trânsito, a estrela uma vez a cada período orbital.

Telescópio espacial Kepler, da NASA tem usado esta técnica para se tornar o mais bem sucedido de caça-planeta nave espacial até à data, com mais de mil descobertas estabelecidas e muitos mais esperando a confirmação. Missões que transportam tecnologia melhorada estão previstas, mas quanto mais eles podem nos dizer sobre sistemas planetários alienígenas semelhante ao nosso?

Uma grande parte, de acordo com estudos recentemente publicados por Michael Hippke no Instituto de Análise de Dados em Neukirchen-Vluyn, Alemanha, e Daniel Angerhausen, pesquisador de pós-doutorado no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. Eles mostram que, nos cenários mais favoráveis ​​futuras missões poderia descobrir luas planetárias, mundos anéis similares aos de Saturno, e até mesmo grandes coleções de asteróides.

"Esperamos uma enxurrada de descobertas dessas novas missões, por isso queremos ter uma idéia das possibilidades que os cientistas possam aproveitar ao máximo os dados", disse Angerhausen.

Tanto a NASA ea Agência Espacial Europeia (ESA) está construindo sobre o sucesso da Kepler. Transiting Exoplanet Survey Satellite da NASA (TESS), programado para ser lançado o mais tardar em 2018, será a primeira pesquisa trânsito spaceborne todo o céu. Ao longo de dois anos, TESS irá acompanhar cerca de 200.000 estrelas próximas para trânsitos indicadores. Da ESA Trânsitos Planetários e oscilações de estrelas (PLATO) via satélite, que está prevista para começar uma missão de seis anos em 2024, irá procurar planetas em torno de cerca de um milhão de estrelas espalhados por metade do céu.

A quantidade de escurecimento estelar causada por um planeta em trânsito diz astrónomos como é grande o planeta estão em proporção com a sua estrela, enquanto eventos recorrentes pode nos dizer quanto tempo leva para o objeto para orbitar sua estrela.Trânsitos adicionais aumentar a confiança do escurecimento não é causado por um outro objeto cósmico (como um leve estrela), regiões de manchas solares-like escuras na estrela hospedeira, ou ruído no detector. Ao longo do tempo de vida operacional de um satélite, os sinais mais fortes sempre vêm de planetas maiores orbitando perto de suas estrelas, porque eles produzem tanto um escurecimento mais profunda e trânsitos mais frequentes.

"Planetas com tamanhos e órbitas similares para Marte ou Mercúrio permanecerá fora de alcance, mesmo quando seis anos de dados PLATO são combinados", disse Hippke. "Mas mundos semelhantes a Vênus e Terra irá mostrar-se facilmente." Kepler demonstrou a presença de planetas menores que a Terra em órbitas muito próximas em torno de estrelas menores que o Sol, mas esses mundos sufocantes não são susceptíveis de sustentar a vida. TESS e PLATO irá revelar mundos do tamanho da Terra em órbitas semelhantes à Terra em torno de estrelas semelhantes ao sol. Orbitando na zona habitável da estrela, estes planetas podem possuir piscinas de água líquida, pensado para ser um pré-requisito para o desenvolvimento da vida como a conhecemos.

Júpiter e Saturno, cada um leva mais de uma década para orbitar o sol. Mundos similares só podem transitar uma vez durante as missões TESS e Platão, mas irá produzir um evento forte. Se, como Júpiter, o planeta tem alguns grandes luas, seus trânsitos pode aparecer nos dados também. "Nós não teríamos uma detecção clara, e nós não seria capaz de dizer se o planeta tivesse uma única grande lua ou um conjunto de pequenos, mas a observação daria um candidato lua forte para o acompanhamento por outro futuro instalações ", explicou Angerhausen.

Hoje, os anéis foram detectados em torno de apenas um exoplaneta, chamado J1407b. O sistema de anéis é mais de 200 vezes maior do que a de Saturno. Considerando como um planeta mais parecido com Saturno parece PLATO, os pesquisadores mostram que o sistema de anel de trânsito produz um sinal claro de que o precede e segue a passagem do planeta em toda a sua estrela.Estes resultados foram publicados na edição de 01 de setembro The Astrophysical Journal.

Em um segundo estudo, publicado no 20 de setembro questão do mesmo jornal, os pesquisadores exploraram a possibilidade de detecção de asteróides presas em zonas orbitais estáveis ​​chamados pontos de Lagrange, locais onde a força gravitacional de um planeta equilibra seu sol de. Estas áreas liderar e seguir o planeta em sua órbita por cerca de 60 graus. Em nosso sistema solar, o exemplo mais proeminente ocorre perto de Júpiter, onde pelo menos 6.000 objetos conhecidos reuniram-se em dois grupos chamados coletivamente os asteróides troianos. Menos conhecido é que a Terra, Marte, Urano e Netuno semelhante ter capturado um ou mais asteróides ao longo de suas órbitas, e os astrônomos agora referem-se a todos os objetos presos desta forma como os corpos de Tróia.

O mesmo fenômeno ocorre em outros sistemas planetários, então Hippke e Angerhausen combinado observações do Kepler de mais de 1.000 estrelas de hospedagem planeta para caçar para um mergulho em média luz das estrelas que indicaria trânsitos por corpos de Tróia. Eles transformaram-se um sinal sutil correspondente às posições esperadas de objetos presos em dois pontos de Lagrange.

"Tão bom como os dados são Kepler, nós realmente estamos a empurrá-los ao limite, de modo que este é um resultado muito preliminar", disse Hippke. "Nós mostramos um pouco cauteloso de que é possível detectar asteróides troianos, mas vamos ter de esperar por melhores dados do TESS, PLATO e outras missões para realmente pregar que para baixo."

O Galaxy diário via Francis Reddy
Goddard Space Flight Center da NASA