A apenas 12 anos-luz da Terra, Tau Ceti éa estrela mais próxima semelhante ao Sol e a favorita de todos os tempos nas histórias de ficção cienta­fica. Mundos habita¡veis ​​orbitando Tau Ceti eram destinos de naves ficta­cias como Nauvoo de “The Expanse” e a nave de “Barbarella”. O capitão Picard de “Star Trek” também frequentava um bar exa³tico no sistema. Agora, graças a uma nova abordagem para analisar sistemas planetarios pra³ximos, temos uma compreensão mais profunda dos mundos reais que orbitam Tau Ceti e muitas outras estrelas próximas.

Exoplanetas - mundos ao redor de outras estrelas - hámuito tempo são a base da ficção cienta­fica, mas permaneceram inacessa­veis a investigações cienta­ficas. Tudo isso mudou na última década, quando os telesca³pios espaciais de caçadores de exoplanetas Kepler e TESS da NASA adicionaram milhares de novos planetas a  pequena contagem de mundos estranhos.

Na³s, astrofisicos e pesquisadores de exoplanetas do  Observatório e Laborata³rio Lunar e Planeta¡rio da Universidade do Arizona , e membros da rede de coordenação de pesquisa de exoplanetas NExSS da NASA, hámuito que somos fascinados pelos segredos que sistemas planetarios inexplorados podem conter.

Agora desenvolvemos uma nova maneira de descobrir se háplanetas ainda não descobertos nesses sistemas. Percebemos que, combinando o que se sabe sobre um determinado sistema planetario com regras estata­sticas simples, podemos prever onde os planetas ainda não detectados podem residir e quanto grandes eles podem ser - assim como adivinhar quais pea§as estãofaltando em um quebra-cabea§a parcialmente conclua­do. A nova análise pode guiar descobertas de novos planetas, ajudar a completar mapas de sistemas planetarios na vizinhana§a solar e informar pesquisas futuras por vida.

Nosso modelo, apelidado de Dynamite , combina quatro ingredientes para prever mundos ocultos. Primeiro, o Dynamite considera as localizações e tamanhos de todos os planetas atualmente conhecidos em um determinado sistema . Em geral, quanto mais planetas forem conhecidos no sistema, mais fa¡cil seráprever se algum estãofaltando. A segunda consideração ésaber que os planetas tem maior probabilidade de estar mais pra³ximos da estrela do que mais distantes. O Dynamite usa uma descrição matemática - construa­da atravanãs de estudos estata­sticos de milhares de exoplanetas conhecidos - de quanto longe de seus planetas estelares hospedeiros provavelmente estara£o.

Embora os planetas provavelmente estejam mais pra³ximos de suas estrelas hospedeiras, eles não podem estar todos juntos. Todos os planetas se atraem por meio da gravidade, que émuito mais forte quando os planetas estãomais pra³ximos. Assim, os planetas que estãomuito pra³ximos distorcera£o as a³rbitas uns dos outros, muitas vezes levando a interações caa³ticas e atémesmo a ejeção de um dos planetas de seus sistemas de nascimento. Este critanãrio de estabilidade éo terceiro elemento importante que o Dynamite usa para prever a arquitetura do sistema planetario.

O quarto componente éum padrãomatema¡tico no comprimento das a³rbitas de planetas adjacentes ( algumas configurações são mais prova¡veis ​​do que outras ). Juntos, o Dynamite tenta construir modelos de sistemas planetarios semelhantes aos sistemas planetarios reais, com uma coleção compacta e esta¡vel de planetas orbitando suas estrelas hospedeiras.

Nãota­nhamos certeza se uma receita relativamente simples poderia ser usada para prever com sucesso os planetas perdidos. Para testar o Dynamite, demos a ele alguns sistemas multiplanetarios conhecidos com uma variação: em cada sistema, escondemos um ou dois dos planetas conhecidos do algoritmo. Nos casos testados, o Dynamite previu com sucesso se um ou dois planetas estãofaltando e onde esses planetas poderiam estar, e pode atémesmo adivinhar seus tamanhos corretamente.

Hoje, o Dynamite pode ser testado apenas em sistemas com a³rbitas planeta¡rias semelhantes a  da Terra ou menores. Isso porque não temos dados sobre os sistemas planetarios externos, então ainda não podemos detectar planetas distantes - o equivalente a Netuno. Mais dados permitira£o que as quatro regras do Dynamite para a construção de um sistema planetario sejam refinadas e suas previsaµes melhoradas. Ainda assim, nossas previsaµes para mais de 50 sistemas planetarios parcialmente explorados, descobertos pelo telesca³pio espacial TESS da NASA, já estãoguiando a busca por mundos ocultos.

Os planetas mais emocionantes para prever e caçar sera£o os mais pra³ximos de nos- os mundos que provavelmente iremos visar em futuras buscas por assinaturas de vida extraterrestre.

Em nosso estudo mais recente , aplicamos Dinamite ao sistema Tau Ceti parcialmente explorado, onde quatro planetas já são conhecidos . Sinais fracos indicando a presença potencial de vários outros candidatos a planetas também foram relatados , mas sua presença não foi verificada .

Com base em nosso modelo, prevemos que três dos candidatos a planetas são planetas reais. Além do mais, prevemos que existe outro mundo, ainda invisível. Este novo planeta, que chamamos de Tau Ceti PxP-4, éparticularmente excitante porque estãodentro da zona temperada de Tau Ceti - a regia£o ao redor da estrela onde um planeta semelhante a  Terra seria habita¡vel. Nossa análise mostra que PxP-4 pode ser um planeta gasoso, semelhante ao nosso Netuno, mas menor e mais quente. Descobrimos, no entanto, que PxP-4 émais prova¡vel que seja um planeta rochoso, embora maior que a Terra.

Esse mundo pode ser detectado nos pra³ximos anos com os mais novos instrumentos de caça a planetas e, se confirmado, seria um alvo principal para futuras buscas por vida. E, talvez - um dia no futuro distante - o PxP-4 de Tau Ceti possa atéser o lar de um bar exa³tico popular entre os oficiais da Frota Estelar.