Mais de 350 exoplanetas são descobertos, o que nos aproxima de um marco incrível

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Impressão artística do sistema exoplanetário Kepler-444. Créditos: Tiago Campante / Peter Devine via NASA.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Depois de anos de trabalho árduo, estamos levando o total de exoplanetas confirmados – planetas fora do Sistema Solar – para impressionantes 5.000.

Em uma nova pesquisa importante para estudos de exoplanetas, uma equipe de astrônomos identificou 366 candidatos a exoplanetas anteriormente desconhecidos em dados do telescópio espacial aposentado Kepler.

A chave foi o desenvolvimento de um algoritmo para identificar quedas no brilho estelar que indicam a presença de um exoplaneta em órbita.

“Descobrir centenas de novos exoplanetas é uma conquista significativa por si só, mas o que diferencia este trabalho é como ele ajudará a identificar características da população de exoplanetas como um todo”, disse o astrônomo Erik Petigura, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles.

Kepler passou quase uma década em uma órbita à volta da Terra em torno do Sol, observando por longos períodos para partes do céu, registrando as estrelas. O objetivo era capturar pequenas quedas de brilho que ocorrem na luz de uma estrela quando um exoplaneta passa entre nós e a estrela. Uma série de quedas cronometradas regularmente indica a presença de um corpo orbital.

O período de tempo entre essas quedas na luz permite aos astrônomos descobrir o quão próximo o exoplaneta está orbitando a estrela; a quantidade de luz que o exoplaneta bloqueia revela seu tamanho.

Tudo parece muito simples, mas identificar os sinais em meio ao ruído é um trabalho longo e meticuloso que costumava ser executado visualmente. Isso porque os humanos, tradicionalmente, têm um desempenho muito melhor na detecção de sinais do que o software.

Mas o software está ficando mais sofisticado, e um algoritmo desenvolvido pelo astrônomo da UCLA Jon Zink está ajudando a compensar. A equipe de pesquisa forneceu todos os 500 terabytes de dados da segunda missão do Kepler, cobrindo mais de 800 milhões de imagens, ao software. O resultado foram 381 exoplanetas identificados anteriormente e 366 candidatos a exoplanetas completamente novos.

Entre as descobertas estava um sistema fascinante contendo dois gigantes gasosos parecidos com Saturno orbitando de maneira incomum e próxima de sua estrela hospedeira e, também, próximos um do outro. Cientistas planetários procuram casos incomuns como esse, porque eles nos permitem entender os parâmetros do que é possível para os sistemas planetários.

“A descoberta de cada novo mundo fornece um vislumbre único da física que desempenha um papel na formação do planeta”, explicou Zink.

Zink e sua equipe não foram os únicos cientistas trabalhando nos dados do Kepler. Outro esforço liderado por Hamed Valizadegan, da Associação de Pesquisas Espaciais das Universidades (USRA), acrescentou mais de 300 exoplanetas à lista dos confirmados.

Quando um sinal é identificado como um exoplaneta em potencial ele inicialmente é registrado como candidato. Ou seja, pode ser um exoplaneta, mas é necessário trabalho adicional para confirmá-lo; os astrônomos precisam descartar todas as outras possibilidades. Os exoplanetas descobertos por Zink e sua equipe se enquadram nesta categoria.

Existem muitos milhares de candidatos a exoplanetas. Em 18 de novembro, o número de exoplanetas confirmados era muito menor, chegando a 4.575.

Valizadegan e seus colegas desenvolveram uma rede neural profunda chamada ExoMiner que funciona no supercomputador Pleiades da NASA. Ele pode distinguir entre um exoplaneta real e falsos positivos.

“Quando a ExoMiner diz que algo é um planeta, você pode ter certeza que é um planeta”, explicou Valizadegan. “A ExoMiner é altamente precisa e, de certa forma, mais confiável do que os classificadores planetários vistos em máquinas existentes e os especialistas humanos que ela deve imitar por causa dos vieses que vêm com a classificação feita por humanos”.

Ele e sua equipe usaram a ExoMiner para analisar dados de candidatos a exoplanetas do arquivo do Kepler. Para ficar claro, eram exoplanetas que já haviam sido identificados, mas aguardavam confirmação. A ExoMiner conseguiu confirmar 301 deles.

Nenhum desses exoplanetas recém-confirmados é semelhante à Terra ou está na zona potencialmente habitável de seus sistemas estelares, mas eles são importantes para a compreensão das estatísticas do sistema planetário na galáxia da Via Láctea.

Isso nos ajuda a entender como os sistemas planetários evoluem e desenvolvem, e quais são os resultados prováveis ​​da evolução do sistema.

“Agora que treinamos a ExoMiner usando dados do Kepler, com um pequeno ajuste, podemos transferir esse aprendizado para outras missões, incluindo TESS, na qual estamos trabalhando atualmente”, disse Valizadegan. “Há espaço para crescer”.

Cada um dos dois estudos por si só é empolgante, oferecendo um conjunto refinado de ferramentas para agilizar o processo de caça a exoplanetas em diferentes estágios. Juntos, eles oferecem uma maneira de automatizar potencialmente os processos meticulosos associados à identificação e confirmação, liberando os cientistas para trabalhar na interpretação e análise dos exoplanetas por aí.

É uma excelente semana para pesquisas sobre exoplanetas.

O estudo da equipe de Zink foi publicado no The Astronomical Journal e a pesquisa da equipe de Valizadegan foi aceita no The Astrophysical Journal e está disponível no arXiv.