A equipe da UC Irvine e seus colaboradores descrevem sua análise deste planeta em um artigo recentemente publicado na The Astronomical Journal.

“Já encontramos tantos exoplanetas até agora que descobrir um novo não é uma grande novidade”, disse Paul Robertson, coautor do estudo e professor associado de física e astronomia da UC Irvine. “O que torna isso especialmente valioso é que sua estrela hospedeira está próxima, a cerca de 18 anos-luz de distância. Em uma perspectiva cósmica, é praticamente vizinha.”

Estudando um Planeta Orbitando uma Estrela M-Dwarf Ativa

O recém-identificado planeta, chamado GJ 251 c, orbita uma estrela M-dwarf, que é o tipo mais comum e um dos mais antigos de estrelas em nossa galáxia. Estrelas M-dwarf frequentemente mostram atividade estelar significativa, incluindo manchas estelares (regiões frias e escuras na superfície da estrela) e erupções (explosões súbitas de energia para fora da estrela). Essas variações podem imitar os sutis sinais de velocidade radial que os astrônomos procuram, tornando às vezes difícil determinar se um planeta realmente está presente.

Mesmo assim, a proximidade do planeta à Terra o torna um forte candidato para imagem direta usando o Telescópio de Trinta Metros da Universidade da Califórnia, que está atualmente em desenvolvimento.

Os grandes espelhos planejados para o TMT poderiam possibilitar a observação direta de mundos tênues como GJ 251 c e avaliar se a água pode estar presente.

“O TMT será o único telescópio com resolução suficiente para imagem de exoplanetas como este. Não é possível com telescópios menores”, disse Corey Beard, Ph.D., cientista de dados na Design West Technologies, ex-aluno de pós-graduação do grupo de Robertson e autor principal do estudo.

Instrumentos de Alta Precisão Revelam Sinais Subtis de Planetas

A equipe de pesquisa detectou GJ 251 c utilizando dados do Habitable-zone Planet Finder e NEID — dois instrumentos de precisão projetados para identificar exoplanetas, ambos dos quais Robertson ajudou a desenvolver. Essas ferramentas medem as pequenas influências que um planeta em órbita exerce sobre a sua estrela.

À medida que GJ 251 c puxa sua estrela através da gravidade, produz pequenas mudanças periódicas na luz da estrela. O HPF registrou essas mudanças, conhecidas como assinaturas de velocidade radial, e os astrônomos as utilizaram para confirmar que a estrela está sendo influenciada por um planeta em órbita.

O HPF também ajuda a reduzir o impacto da atividade estelar M-dwarf observando no infravermelho — uma região do espectro onde os sinais disruptivos da estrela são mais fracos.

Os modelos computacionais da equipe alcançaram um nível forte o suficiente de significância estatística para classificar GJ 251 c como um candidato a exoplaneta, reforçando a necessidade de imagem direta com o TMT para verificar suas propriedades.

Preparando-se para Telescópios da Próxima Geração

“Estamos na vanguarda da tecnologia e dos métodos de análise com este sistema”, disse Beard. “Embora sua descoberta seja estatisticamente significativa, ainda estamos determinando o status do planeta devido à incerteza de nossos instrumentos e métodos. Precisamos da próxima geração de telescópios para fazer a imagem direta deste candidato, mas o que também precisamos é do investimento da comunidade.”

Beard e Robertson esperam que suas descobertas incentivem a comunidade de pesquisa de exoplanetas a realizar estudos adicionais de GJ 251 c, especialmente à medida que novos observatórios terrestres, como o Telescópio de Trinta Metros, se aproximam do estado operacional.

Os colaboradores no trabalho incluem Jack Lubin da UCLA; Eric Ford e Suvrath Mahadevan da Penn State University; Gudmundur Stefansson da Universidade da Holanda; e Eric Wolf da Universidade do Colorado, Boulder.

A pesquisa recebeu apoio da concessão NSF AST-2108493 para a pesquisa de exoplanetas HPF e financiamento da NASA/NSF para o programa NN-EXPLORE (número da concessão: 1716038); programa ICAR da NASA 80NSSC23K1399.