Esta concepção artística retrata o entardecer visto da super-Terra Gliese 667 Cc. A estrela mais brilhante no céu é a anã vermelha Gliese 667 Cc, que é parte de um sistema triplo de estrelas. As outras duas estrelas mais distantes, Gliese 667 A e B, aparecem no céu à direita. Astrônomos estimaram que existem dezenas de bilhões de planetas rochosos orbitando anãs vermelhas de baixa luminosidade somente na Via Láctea.[Imagem: ESO/L. Calçada]
Que há mais planetas do que estrelas na Via Láctea você já sabia.
O que os astrônomos agora verificaram é que os planetas rochosos não muito maiores que a Terra são também comuns nas zonas habitáveis em torno das estrelas vermelhas de baixa luminosidade - o levantamento anterior não era sensível a essa classe de exoplanetas.
A equipe internacional estimou que existem dezenas de bilhões desses planetas - geralmente chamados de super-Terras - só na nossa galáxia, a Via Láctea, e provavelmente cerca de uma centena na vizinhança imediata do Sol.
Esta é a primeira medição direta da frequência de super-Terras em torno de anãs vermelhas, as quais constituem cerca de 80% de todas as estrelas da Via Láctea.
Esta primeira estimativa direta do número de planetas leves em torno das estrelas anãs vermelhas foi realizada com a ajuda do espectrógrafo HARPS instalado no telescópio de 3,6 metros que se encontra do Observatório do ESO, em La Silla, no Chile.
Anãs vermelhas
A equipe do HARPS está à procura de exoplanetas que orbitam os tipos de estrelas mais comuns da Via Láctea, as anãs vermelhas - também conhecidas como anãs do tipo M, o que corresponde ao mais frio dos sete tipos espectrais pertencentes a um esquema simples de classificação das estrelas segundo a sua temperatura e a aparência do seu espectro.
Essas estrelas apresentam fraca luminosidade e são pequenas quando comparadas com o Sol. No entanto, são muito comuns e vivem durante muito tempo, correspondendo por isso a 80% de todas as estrelas da Via Láctea.
"As nossas novas observações obtidas com o HARPS indicam que cerca de 40% de todas as estrelas anãs vermelhas possuem uma super-Terra que orbita na zona habitável, isto é, onde água líquida pode existir na superfície do planeta," diz Xavier Bonfils, líder da equipe.
"Como as anãs vermelhas são muito comuns - existem cerca de 160 bilhões de estrelas deste tipo na Via Láctea - chegamos ao resultado surpreendente de que existirão dezenas de bilhões destes planetas só na nossa galáxia," completou Bonfils.
Super-Terras e gigantes gasosos
A equipe HARPS analisou uma amostra cuidadosamente selecionada de 102 estrelas anãs vermelhas, que podem ser observadas no céu austral, durante um período de seis anos.
Foram encontradas nove super-Terras (planetas com massas compreendidas entre uma e dez vezes a massa terrestre), incluindo duas no interior das zonas habitáveis das estrelas Gliese 581 e Gliese 667 C.
Combinando todos os dados, incluindo observações de estrelas sem planetas, e observando a fração de planetas existentes que poderiam ser descobertos, a equipe conseguiu descobrir quão comuns são os diferentes tipos de planetas em torno de anãs vermelhas.
O resultado é que a frequência de ocorrência de super-Terras na zona habitável é de 41%, estendendo-se entre 28% e 95%.
Por outro lado, planetas de maior massa, semelhantes a Júpiter e Saturno - os chamados gigantes gasosos -, raramente são encontrados em torno de anãs vermelhas. Prevê-se que estes planetas gigantes (com massas compreendidas entre 100 e 1.000 vezes a massa terrestre) apareçam em menos de 12% deste tipo de estrelas.
Esta é a parte principal do instrumento HARPS, durante sua fase de montagem. [Imagem: HARPS/Unige]
Como existem muitas estrelas anãs vermelhas próximo do Sol, esta nova estimativa significa que existem provavelmente cerca de cem exoplanetas do tipo super-Terra nas zonas habitáveis de estrelas na vizinhança solar, a distâncias menores que 30 anos-luz.
"A zona habitável em torno de uma anã vermelha, onde a temperatura é favorável à existência de água líquida na superfície do planeta, encontra-se muito mais próxima da estrela do que a Terra do Sol," diz Stéphane Udry, membro da equipe. "Mas sabe-se que as anãs vermelhas estão sujeitas a erupções estelares, o que faria com que o planeta fosse banhado por radiação ultravioleta e raios-X, tornando assim a vida mais improvável."
Um dos planetas descobertos no rastreio HARPS de anãs vermelhas é o Gliese 667 Cc. Este é o segundo planeta descoberto neste sistema estelar triplo e parece estar próximo do centro da zona habitável.
Embora este planeta seja mais de quatro vezes mais pesado do que a Terra, é o "irmão gêmeo" mais parecido com a Terra encontrado até agora e possui quase com certeza as condições necessárias à existência de água líquida à sua superfície.
É a segunda super-Terra descoberta no interior da zona habitável de uma anã vermelha durante este rastreio HARPS, depois de Gliese 581d, anunciado em 2007 e confirmado em 2009.
"Agora que sabemos que existem muitas super-Terras em órbita de anãs vermelhas próximas de nós, precisamos identificar mais delas utilizando tanto o HARPS como futuros instrumentos. Espera-se que alguns destes planetas passem em frente das suas estrelas hospedeiras à medida que as orbitam - o que nos dará uma excelente oportunidade de estudar a atmosfera do planeta e procurar sinais de vida," conclui Xavier Delfosse, outro membro da equipe.
Instrumento HARPS
O instrumento HARPS (High Accuracy Radial velocity Planetary Search) mede a velocidade radial das estrelas com uma precisão extraordinária.
Um planeta que se encontre em órbita de uma estrela faz com que esta se desloque para cá e para lá relativamente a um observador distante na Terra.
Devido ao efeito Doppler, esta variação na velocidade radial induz um desvio no espectro da estrela na direção dos maiores comprimentos de onda quando a estrela se afasta (chamado desvio para o vermelho) e na direção dos menores comprimentos de onda quando esta se aproxima (desvio para o azul).
Este minúsculo desvio do espectro da estrela pode ser medido por um espectrógrafo de alta precisão como o HARPS e utilizado para inferir a presença de um planeta.
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