Uma equipa do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) acaba de publicar um artigo na prestigiada revista científica  Astronomy & Astrophysics, no qual se demonstra que sabendo a massa e temperatura de equilibro de um exoplaneta, é possível determinar o seu raio, com uma precisão superior aos métodos atualmente existentes.

Para caracterizar um planeta, é necessário conhecer simultaneamente a sua massa e raio, de modo a determinar a densidade e daí deduzir a sua composição. Mas só para um número muito reduzido de exoplanetas (planetas  que orbitam outras estrelas que não o sol) é que se conhecem ambos os dados, pois a massa é determinada através da medição da velocidade radial, enquanto o raio é medido recorrendo ao método dos trânsitos.

A equipa do IA desenvolveu um algoritmo que prevê com precisão o raio de uma enorme variedade de exoplanetas, se forem conhecidos vários outros parâmetros estelares, como massa e temperatura de equilibro.

“Agora é possível determinar o raio das centenas de exoplanetas descobertos com o método das velocidades radiais. Isso vai-nos permitir perceber se esses exoplanetas serão potencialmente rochosos”, explica Solène Ulmer-Moll, estudante de doutoramento da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) e primeira autora do artigo publicado esta sexta-feira na Astronomy & Astrophysics.

De acordo com a investigadora, este resultado só foi possível graças à reunião de competências de diferentes áreas: “Esta nova maneira de determinar o raio de um exoplaneta é um exemplo perfeito da sinergia entre a ciência de exoplanetas com técnicas de aprendizagem automática.”

Mudança de paradigma

Até agora, os investigadores só usaram a massa dos exoplanetas para determinar o raio, mas a equipa está já a trabalhar numa mudança de paradigma, que lhes permita usar outros parâmetros estelares e planetários para tornar as previsões mais robustas.

Segundo Nuno Cardoso Santos, professor da FCUP e líder da linha temática “A deteção e caracterização de outras Terras” do IA,“este trabalho funde perfeitamente as diferentes competências da nossa equipa, ao encaixar o conhecimento atual da deteção e caracterização de exoplanetas com a análise estatística dos sistemas detetados, recorrendo a ferramentas matemáticas de ponta.

Na sua essência, “estas são as mesmas ferramentas matemáticas que estão a ser usadas no desenvolvimento dos carros autónomos”, descreve o investigador.

Na linha da frente

Há mais de uma década que Nuno Cardoso Santos e sua equipa estão na vanguarda mundial da “caça aos exoplanetas” (ver revista CAMPUS U.Porto n.º 3).  Só desde 2008, terão saído dos “observatórios” do Porto “contribuições diretas” para a descoberta de 500 dos cerca de 4 mil exoplanetas atualmente identificados.

Refira-se também que Nuno Santos foi estudante de doutoramento e colabora regularmente com Michel Mayor, responsável pela deteção, em 1995, do primeiro exoplaneta (a estrela 51 Pegasi). Esta descoberta, que contou também com a participação de Didier Queloz, valeu recentemente aos dois astrofísicos do Observatório Astronómico de Genebra a conquista do prémio Nobel da Física 2019.