Kepler Descobre Exoplaneta Mais Pequeno do que Mercúrio

Uma equipa de astrónomos liderada por Thomas Barclay, do NASA Ames Research Center, descobriu o mais pequeno exoplaneta até à data com cerca de um terço do tamanho da Terra, mais pequeno do que Mercúrio e ligeiramente maior do que a Lua. O planeta faz parte de um sistema de 3 detectados pelo método dos trânsitos pelo telescópio Kepler. A estrela hospedeira, designada Kepler-37, é do tipo espectral G, como o Sol, mas mais fria e menos luminosa. Situa-se a cerca de 210 anos-luz na direcção da constelação da Lira.

O sistema de Kepler-37 é muito diferente do Sistema Solar. Os 3 planetas detectados pelo Kepler orbitam a estrela com períodos de 13 (Kepler-37b), 21 (Kepler-37c) e 40 dias (Kepler-37d). Trata-se portanto de mais um sistema compacto como outros que vêm sendo descobertos pela missão (e.g. Kepler-11, Kepler-20). Se fosse sobreposto ao Sistema Solar, as órbitas dos três planetas ficariam no interior da órbita de Mercúrio.

O menor planeta, o Kepler-37b, orbita a estrela hospedeira a menos de um terço da distância entre Mercúrio e o Sol. Este facto, conjugado com o seu tamanho que sugere um planeta formado por metal e rocha, aponta para uma superfície extremamente quente com uma temperatura na ordem dos 700 Kelvin, suficiente para derreter zinco. O planeta provavelmente não tem atmosfera devido à sua gravidade relativamente fraca e à forte radiação a que está sujeito.

(Possível aspecto do planeta Kepler-37b, com a superfície incandescente. Crédito: NASA/Ames/JPL-Caltech)

Os restantes planetas do sistema são também muito interessantes. O Kepler-37c é ligeiramente mais pequeno do que Vénus, com cerca de três quartos do tamanho da Terra, ao passo que o Kepler-37d, o planeta mais exterior, é cerca de duas vezes maior do que a Terra. O sistema tem portanto, pelo menos, um planeta semelhante a Mercúrio, outro semelhante à Terra e uma Super-Terra.

(Os tamanhos dos planetas do sistema Kepler-37 comparados alguns congéneres do Sistema Solar. Crédito: NASA/Ames/JPL-Caltech)

Apesar da precisão excepcional do Kepler, a descoberta do Kepler-37b só foi possível porque a estrela hospedeira está entre as mais brilhantes observadas pelo telescópio e tem um brilho muito estável. Por outro lado, esta detecção tão improvável implica, no sentido estatístico, que este tipo de planetas é muito vulgar e que provavelmente outros serão descobertos à medida que as observações se forem acumulando, aumentando a razão sinal/ruído das curvas de luz das estrelas.

O tamanho do planeta foi determinado com precisão através da duração dos trânsitos e da determinação, com um erro ínfimo, do raio da estrela hospedeira, utilizando métodos da sismologia estelar. A ideia subjacente é simples. Os mecanismos de transferência de energia no interior das estrelas fazem-nas oscilar, como sinos, com frequências que dependem do seu tamanho. Estrelas grandes oscilam com frequências menores (sons mais graves na analogia do sino), estrelas pequenas com frequências maiores (sons mais agudos). Estas oscilações internas provocam ligeiras alterações no brilho das estrelas, mais lentas (menor frequência) em estrelas grandes, e mais rápidas (em estrelas pequenas).

Se as observações do brilho de uma estrela tiverem uma razão sinal/ruído suficientemente elevada, é possível detectar estas oscilações de brilho e determinar a frequência associada. Uma vez determinada a frequência é possível determinar parâmetros fundamentais da estrela como o tamanho, a massa (e portanto a densidade) e mesmo uma boa estimativa para a idade da estrela. Para a Kepler-37 a equipa de Barclay conseguiu estimar o seu raio em cerca de três quartos do do Sol, com um erro de apenas 3% – um feito notável.

O artigo descrevendo a descoberta foi publicado na revista Nature e a notícia pode ser vista aqui.