Três “exoplanetas” transformados em estrelas

Entre os milhares de exoplanetas conhecidos,[{” attribute=””>MIT astronomers flag three that are actually stars.

The first worlds beyond our solar system were discovered three decades ago. Since then, close to 5,000 exoplanets have been confirmed in our galaxy. Astronomers have detected another 5,000 planetary candidates — objects that might be planets but have yet to be confirmed. Now, the list of planets has shrunk by at least three.

In a study published on March 15, 2022, in the Astronomical Journal, MIT astronomers report that three, and potentially four, planets that were originally discovered by NASA’s Kepler Space Telescope are in fact misclassified. Instead, these suspected planets are likely small stars.

The team used updated measurements of planet-hosting stars to double-check the size of the planets, and identified three that are simply too big to be planets. With new and better estimates of stellar properties, the researchers found that the three objects, which are known as Kepler-854b, Kepler-840b, and Kepler-699b, are now estimated to be between two and four times the size of Jupiter.

“Most exoplanets are Jupiter-sized or much smaller. Twice [the size of] Júpiter já é suspeito. “Maior do que isso não poderia ser um planeta, e foi isso que encontramos”, diz o primeiro autor do estudo Prajwal Niraula, estudante de pós-graduação do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT.

O quarto planeta, Kepler-747b, tem cerca de 1,8 vezes o tamanho de Júpiter, o que é comparável ao maior dos planetas confirmados. Mas Kepler-747b está relativamente longe de sua estrela, e a quantidade de luz que recebe é muito pequena para sustentar um planeta do seu tamanho. A equipe concluiu que o estado do Kepler 747b é questionável, mas não totalmente implausível.

“No geral, este estudo torna a lista atual de planetas mais completa”, diz o autor do estudo, Avi Shporer, cientista pesquisador do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT. As pessoas confiam nesta lista para estudar a população do planeta como um todo. Se você estiver usando uma amostra com poucos intrusos, seus resultados podem ser imprecisos. Então, é importante que a lista de planetas não seja poluída.”

Também entre os co-autores do estudo estão Ian Wong, bolsista de pós-doutorado da NASA no Goddard Space Flight Center da NASA, e o professor associado do MIT Julian De Wit.

Excelentes atualizações

Eliminar os Impostores Planetários não era o objetivo inicial da equipe. Niraula foi originalmente destinado a procurar sistemas com sinais de deformação de maré.

“Se você tem dois corpos próximos, a atração de um fará com que o outro seja em forma de ovo, ou elipsóide, o que dá uma ideia de quão poderoso é esse companheiro”, explica Niraula. “Então você pode determinar se é um sistema estelar ou um planeta estelar, com base nessas nuvens de maré.”

Enquanto vasculhava o catálogo do Kepler, ele encontrou um sinal do Kepler-854b que parecia grande demais para ser verdade.

“De repente, tínhamos um sistema em que vimos esse sinal elíptico enorme e, imediatamente, sabíamos que não poderia ser de um planeta”, diz Sporer. “Então pensamos que algo não fazia sentido.”

A equipe então deu uma segunda olhada na estrela e no candidato planetário. Tal como acontece com todos os planetas descobertos por Kepler, Kepler-854b foi observado através da descoberta de trânsitos – uma queda periódica na luz estelar que indica a possibilidade de um planeta passar na frente de sua estrela. A profundidade dessa queda representa a razão entre o tamanho de um planeta e o tamanho de sua estrela. Os astrônomos podem calcular o tamanho de um planeta com base no que sabem sobre o tamanho da estrela. Mas com a descoberta do Kepler-854b em 2016, seu tamanho foi baseado em estimativas estelares que eram menos precisas do que são hoje.

Atualmente, as medições mais precisas de estrelas vêm da missão Gaia da Agência Espacial Européia, um observatório espacial projetado para medir com precisão as propriedades e trajetórias das estrelas em um mapa do mundo.[{” attribute=””>Milky Way. In 2016, Gaia’s measurements of Kepler-854 were not yet available. Given the stellar information that was available, the object seemed to be a plausible-sized planet. But Niraula found that with Gaia’s improved estimates, Kepler-854b turned out to be much larger, at three times the size of Jupiter.

“There’s no way the universe can make a planet of that size,” Shporer says. “It just doesn’t exist.”

Tiny corrections

The team confirmed that Kepler-854b was a planetary “false positive” — not a planet at all, but instead, a small star orbiting a larger host star. Then they wondered: Could there be more?

Niraula searched through the Kepler catalog’s more than 2,000 planets, this time for significant updates to the size of stars provided by Gaia. He ultimately discovered three stars whose sizes significantly changed based on Gaia’s improved measurements. From these estimates, the team recalculated the size of the planets orbiting each star, and found them to be about two to four times Jupiter’s size.

“That was a very big flag,” Niraula says. “We now have three objects that are now not planets, and the fourth is likely not a planet.”

Going forward, the team anticipates that there won’t be many more such corrections to existing exoplanet catalogs.

“This is a tiny correction,” Shporer says. “It comes from the better understanding of stars, which is only improving all the time. So, the chances of a star’s radius being so incorrect are much smaller. These misclassifications are not going to happen many times more.”

Reference: “Revisiting Kepler Transiting Systems: Unvetting Planets and Constraining Relationships among Harmonics in Phase Curves” by Prajwal Niraula, Avi Shporer, Ian Wong and Julien de Wit, 15 March 2022, Astronomical Journal.
DOI: 10.3847/1538-3881/ac4f64

This research was supported in part by NASA.