Encontrar exoplanetas é um trabalho árduo. Além de exigir instrumentos seriamente sofisticados, também são necessárias equipes de cientistas comprometidos; pessoas dispostas a derramar volumes de dados para encontrar evidências de mundos distantes. O professor Kipping, astrônomo do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, é uma dessas pessoas.
Dentro da comunidade astronômica, Kipping é mais conhecido por seu trabalho com exomônios. Mas sua pesquisa também se estende ao estudo e caracterização de exoplanetas, que ele persegue com seus colegas no Cool Worlds Laboratory da Columbia University. E o que mais o interessou nos últimos anos é encontrar exoplanetas em torno do vizinho mais próximo do nosso Sol - Proxima Centauri.
Kipping se descreve como um "modelador", combinando uma nova modelagem teórica com modernas técnicas de análise de dados estatísticos aplicadas às observações. Ele também é o Pesquisador Principal (PI) de A Caçada por Exomônios com Kepler (HEK) e pesquisador do Harvard College Observatory. Nos últimos anos, ele e sua equipe têm levado a caça de exoplanetas ao bairro estelar local.
A inspiração para esta pesquisa remonta a 2012, quando Kipping estava em uma conferência e ouviu as notícias sobre uma série de exoplanetas sendo descobertos em torno do Kepler 42 (também conhecido como KOI-961). Usando dados da missão Kepler, uma equipe do Instituto de Tecnologia da Califórnia descobriu três exoplanetas que orbitam essa estrela anã vermelha, localizada a 126 anos-luz da Terra.
Naquela época, Kipping lembrou como o autor do estudo - o professor Philip Steven Muirhead, atualmente professor associado do Instituto de Pesquisas Astrofísicas da Universidade de Boston - comentou que esse sistema estelar se parecia muito com as estrelas anãs vermelhas mais próximas - Barnard's Star e Proxima Centauri.
Além disso, os planetas do Kepler 42 eram fáceis de localizar, já que sua proximidade com a estrela significava que eles completaram um período orbital em cerca de um dia. Como eles passam regularmente diante de sua estrela, as chances de avistá-los usando o Método de Trânsito são boas.
Como o professor Kipping disse à Space Magazine por e-mail, este foi o "momento ah-ha" que o inspiraria a olhar para Proxima Centauri para ver se ele também tinha um sistema de planetas:
“Fomos inspirados pela descoberta de planetas que transitam pelo KOI-961 por Phil Muirhead e sua equipe usando os dados do Kepler. A estrela é muito semelhante à Proxima, uma anã M tardia que abriga três planetas do tamanho da Terra, muito próximos da estrela. Isso me fez perceber que, se esse sistema estivesse próximo do Proxima, a probabilidade de trânsito seria de 10% e o tamanho pequeno da estrela levaria a sinais bastante detectáveis ".
Em essência, Kipping percebeu que, se esse sistema planetário também existisse em torno de Proxima Centauri, uma estrela com características semelhantes, seria muito fácil detectá-lo. Depois disso, ele e sua equipe começaram a reservar tempo com um telescópio espacial. E em 2014-15, eles receberam permissão para usar o satélite Microvariabilidade e Oscilação de Estrelas da Agência Espacial Canadense (MOST).
Com aproximadamente o mesmo tamanho de uma mala, o satélite MOST pesa apenas 54 kg e está equipado com um telescópio de ultra-alta definição que mede apenas 15 cm de diâmetro. É o primeiro satélite científico canadense a ser colocado em órbita em 33 anos e foi o primeiro telescópio espacial a ser totalmente projetado e construído no Canadá.
Apesar de seu tamanho, o MOST é dez vezes mais sensível que o Telescópio Espacial Hubble. Além disso, Kipping e sua equipe sabiam que uma missão para procurar exoplanetas em trânsito ao redor de Proxima Centauri seria um risco muito alto para algo como o Hubble. De fato, a CSA inicialmente rejeitou seus pedidos pelo mesmo motivo.
“A maioria negou-nos inicialmente porque queria ver Alpha Centauri após o anúncio de Dumusque et al. de um planeta lá ”, disse Kipping. “Tão compreensivelmente Proxima, para o qual nenhum planeta era conhecido na época, não era tão prioritário quanto o Alpha Cen. Nós nem tentamos pelo Hubble, seria uma grande solicitação encarar o HST uma única estrela por meses a fio, com apenas 10% de chance de sucesso. ”
Em 2014 e 2015, eles garantiram permissão para usar o MOST e observaram o Proxima Centauri duas vezes - em maio dos dois anos. A partir disso, eles adquiriram um mês e meio de fotometria baseada em espaço, que estão sendo processados no momento para procurar trânsitos. Como Kipping explicou, isso foi bastante desafiador, uma vez que Proxima Centauri é uma estrela muito ativa - sujeita a explosões de estrelas.
"A estrela brilha com muita frequência e destaque em nossos dados", disse ele. “Corrigir esse efeito tem sido um dos principais obstáculos em nossa análise. No lado positivo, a atividade rotacional é bastante moderada. A outra questão que temos é que a maioria orbita a Terra uma vez a cada 100 minutos, para obter lacunas de dados toda vez que a maioria fica atrás da Terra. ”
Seus esforços para encontrar exoplanetas em torno do Proxima Centauri são especialmente importantes à luz do recente anúncio do Observatório Europeu do Sul sobre a descoberta de um exoplaneta terrestre na zona habitável do Proxima Centauri (Proxima b). Mas comparado com os do ESO Ponto vermelho pálido projeto, Kipping e sua equipe estavam confiando em métodos diferentes.
Como Kipping explicou, isso se resumia à diferença entre o método de trânsito e o método de velocidade radial:
“Essencialmente, buscamos planetas que tenham o alinhamento correto para transitar (ou eclipsar) pela face da estrela, enquanto as velocidades radiais procuram o movimento oscilante de uma estrela em resposta à influência gravitacional de um planeta em órbita. É sempre menos provável que os trânsitos sejam bem-sucedidos para uma determinada estrela, porque exigimos que o alinhamento esteja correto. No entanto, a recompensa é que podemos aprender muito mais sobre o planeta, incluindo coisas como tamanho, densidade, atmosfera e presença de luas e anéis. ”
Nos próximos meses e anos, Kipping e sua equipe podem ser chamados a acompanhar o sucesso da descoberta do ESO. Tendo detectado o Proxima b usando o método da Velocidade Radial, cabe agora aos astrônomos confirmar a existência deste planeta usando outro método de detecção.
Além disso, muito pode ser aprendido sobre um planeta através do Método de Trânsito, o que seria útil considerando todas as coisas que ainda não sabemos sobre o Proxima b. Isso inclui informações sobre sua atmosfera, que o Método de Trânsito geralmente é capaz de revelar através de medições espectroscópicas.
Basta dizer que Kipping e seus colegas estão bastante animados com o anúncio do Proxima b. Como ele colocou:
“Esta é talvez a descoberta de exoplaneta mais importante da última década. Seria amargamente decepcionante se o Proxima b não transitasse, um planeta paradoxalmente tão próximo e tão distante em termos de nossa capacidade de aprender mais sobre ele. Para nós, os trânsitos não seriam apenas a cereja no topo do bolo, servindo apenas como um sinal de confirmação - ao contrário, os trânsitos abrem a porta para aprender os segredos íntimos do Proxima, mudando o Proxima b de um único ponto de dados anônimo para um mundo rico onde todo mês ouvíamos sobre novas descobertas de sua natureza e caráter. ”
Em setembro próximo, Kipping se juntará ao corpo docente da Columbia University, onde continuará em sua busca por exoplanetas. Só podemos esperar que aqueles que ele e seus colegas encontrem também estejam ao seu alcance!
