Por que os cientistas aceitam a ideia de que somente três dos sete planetas que orbitam a trappist-1

Por que os cientistas aceitam a ideia de que somente três dos sete planetas que orbitam a trappist-1

Considerando que o sistema TRAPPIST-1 é bem mais antigo do que o nosso, o que poderíamos encontrar por lá?

Nem todas as estrelas se parecem com o Sol. Isso significa também que outros sistemas planetários não podem ser analisados com a mesma expectativa ou ponto de vista que analisamos o nosso próprio Sistema Solar. E foi pensando dessa forma que uma nova pesquisa, feita por uma equipe de astrônomos liderada pela Universidade de Washington, nos EUA, nos fornece modelos climáticos atualizados para os sete planetas da estrela TRAPPIST-1.

A equipe descobriu que, devido a uma fase inicial e evolutiva da estrela TRAPPIST-1, quando ela era extremamente brilhante e quente, todos os sete planetas que a orbitam podem ter evoluído como Vênus, com oceanos evaporados e atmosferas densas e inabitáveis. No entanto, um dos planetas dessa estrela pode ser um mundo oceânico parecido com a Terra, e quem sabe repleto de vida.

TRAPPIST-1 está a 39 anos-luz de distância na constelação de Aquário, e é a menor estrela possível, com o tamanho mínimo para que um objeto ainda possa ser considerado estrela. Trata-se de uma estrela anã (com cerca de 9% da massa do Sol) e muito fria (o tipo mais comum no Universo). Todos os sete planetas de TRAPPIST-1 têm aproximadamente o tamanho da Terra, e os cientistas acreditam que três deles (nomeados e, f e g) estão situados na zona habitável da estrela (onde a água líquida pode existir).

Por que os cientistas aceitam a ideia de que somente três dos sete planetas que orbitam a trappist-1

Ilustração artística dos sete planetas do sistema TRAPPIST-1 em comparação com a Terra.

Créditos: M. Kornmesser / ESO


O sistema TRAPPIST-1 é duas vezes mais antigo que o nosso, então a vida poderia ter tido tempo suficiente para evoluir muito mais do que a nossa.
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A equipe de pesquisadores decidiu modelar os sete planetas utilizando os dados coletados até agora (distância, tamanho, entre outros). Os modelos de radiação e química da equipe criam assinaturas espectrais ou de comprimento de onda para cada gás atmosférico possível, permitindo aos observadores prever melhor onde procurar tais gases em atmosferas de exoplanetas. De acordo com Andrew Lincowski, da Universidade de Washington e autor principal do estudo, as pessoas estão acostumadas a pensar sobre a habitabilidade de um planeta apenas em torno de estrelas semelhantes ao Sol. "Mas estrelas anãs M são muito diferentes, então você realmente tem que pensar sobre os efeitos químicos na atmosfera e como essa química afeta o clima".
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Combinando modelagem climática terrestre com modelos fotoquímicos, os pesquisadores simularam estados ambientais para cada um dos planetas de TRAPPIST-1. A modelagem indica que:

  • TRAPPIST-1 b, o mais próximo da estrela, é um mundo ardente muito quente. Nem mesmo nuvens de ácido sulfúrico, como as de Vênus, conseguem se formar;
  • TRAPPIST-1 c e TRAPPIST-1 d recebem menos energia da estrela do que seu irmão mais interno, mas ainda assim, é mais quente e inabitável do que Vênus;
  • TRAPPIST-1 e é o mais provável dos sete para hospedar água líquida em sua superfície, e seria uma excelente escolha para estudos adicionais sobre vida fora da Terra;
  • TRAPPIST-1 f, TRAPPIST-1 g e TRAPPIST-1 h podem ser parecidos com Vênus ou podem ser mundos de gelo, dependendo da quantidade de água presente em sua evolução.

Lincowski disse que, na verdade, qualquer um ou todos os planetas de TRAPPIST-1 poderiam ser parecidos com Vênus. Ele explicou que quando a água evapora da superfície de um planeta, a luz ultravioleta da estrela separa as moléculas de água, liberando hidrogênio, que é o elemento mais leve e pode escapar da gravidade de um planeta. Isso poderia deixar muito oxigênio, que poderia permanecer na atmosfera e acabar removendo a água do planeta.

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Esses planetas poderiam ter espessas atmosferas de oxigênio, mas podem ser bem diferentes do que estamos acostumados aqui na Terra. "Os processos que moldam a evolução de um planeta terrestre são críticos para que ele possa ou não ser habitável, bem como nossa capacidade de interpretar possíveis sinais de vida", disse Victoria Meadows, co-autora do estudo, professora de astronomia e diretora do Programa de Astrobiologia da Universidade de Washington. "Este artigo sugere que em breve poderemos procurar sinais potencialmente detectáveis desses processos em mundos alienígenas".
M. Kornmesser / ESO / NASA / YouTube
27/11/18

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Por que os cientistas aceitam a ideia de que somente três dos sete planetas que orbitam a trappist-1
Concepção artísticas do septeto planetário de TRAPPIST-1: três dos mundos estão na zona habitável e todos podem contem água em abundância (Foto: NASA/JPL-Caltech)

Na coletiva de imprensa que anunciou a descoberta de sete mundos rochosos orbitando uma estrela a meros 40 anos-luz da Terra, no dia 22 de fevereiro, os cientistas da NASA pareciam empolgados. Alguém que acompanhava a transmissão pelas redes sociais perguntou se eles já sabiam que nome dar aos novos planetas. Michaël Gillon, líder da pesquisa, respondeu com convicção: “Até agora, só pensamos em nomes de cervejas belgas.” Todos riram.

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Quem gosta de cerveja vai entender a piada: o estudo extremamente empolgante foi conduzido pelo projeto TRAPPIST — o termo lembra a cerveja trapista, um tipo feito sob supervisão dos monges da Ordem Trapista—, da Universidade de Liège, na Bélgica, que conta com um telescópio no Chile e outro no Marrocos para detectar e caracterizar planetas de outros sistemas solares. Em maio do ano passado, pesquisadores anunciaram a descoberta de três planetas em torno da mesma estrela, chamada TRAPPIST-1, detectados através da oscilação que seus trânsitos provocavam na luz da anã superfria.

Para obter dados mais concretos, os astrônomos recorreram ao telescópio espacial Spitzer, da NASA, que analisa objetos na radiação infravermelha — justamente a faixa que esse tipo de estrela, entre as mais comuns da galáxia, emite em abundância. Ele passou 500 horas de olho naquele sistema planetário distante. Qual não foi a surpresa de todos ao notar que a estrelinha, pouco maior que Júpiter, abriga não só três exoplanetas, mas sete? “Foi a descoberta mais empolgante do Spitzer em seus 14 anos de operação”, disse Sean Carey, que coordena o telescópio espacial a partir do Caltech, na Califórnia.

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Concepção artística da superfície de um dos exoplanetas (Foto: NASA/JPL-Caltech)

O anúncio ocorreu simultaneamente com a divulgação do artigo que detalha a descoberta, publicado na revista Nature. É certo que não se trata do primeiro sistema solar com sete planetas que descobrimos. Mas é o único em que todos eles são rochosos, com tamanho comparável ao da Terra e em que três destes mundos estão na zona habitável de sua estrela — onde não é nem tão quente nem tão frio, e água no estado líquido pode existir.

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Falando em água, tudo indica que os admiráveis mundos novos possam contê-la em abundância. Isso porque os estudos atuais (ainda bastante preliminares) apontam indícios de que os exoplanetas se formaram em regiões mais distantes da estrela e só depois migraram para perto dela. E é justamente lá longe que as moléculas de água gostam de ficar. Outra característica peculiar do septeto fantástico é que eles estão todos amontoados a uma distância da estrela-mãe menor que a de Mercúrio até o Sol.

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Comparação das órbitas do sistema TRAPPIST-1 com as do Sistema Solar e as de Júpiter e suas luas (Foto: ESO/O. Furtak)

Isso faz com que os planetas orbitem a estrela freneticamente: no mais interno deles, o TRAPPIST-1b, o ano dura um dia e meio. No h, o mais externo dos planetas, você faria aniversário a cada 20 dias. O mais promissor de todos em termos de potencial de habitabilidade é o TRAPPIST-1e, cujo raio equivale a 92% o da Terra e recebe quantidade parecida de luz solar, o que sugere temperaturas também semelhantes. Uma consequência da proximidade com a estrela é a chance alta de que sejam gravitacionalmente travados, ou seja: em uma das faces é sempre dia, e na outra é sempre noite. O que pode não ser muito propício para a vida.

Por estarem próximos um do outro, alguém que esteja hipoteticamente na superfície de um destes mundos poderia enxergar nuvens e até padrões geológicos dos demais. Em determinadas circunstâncias, eles podem adquirir o tamanho da Lua Cheia no céu. Outra consequência é que eles exercem forças de maré entre si, em um padrão muito semelhante ao de Júpiter e suas luas. Essas interações podem criar ambientes propícios para a existência de água no estado líquido — cuja presença ainda não foi confirmada. Há apenas fortes indícios de que ela exista.

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Detalhes técnicos de cada exoplaneta (Foto: NASA)

É uma descoberta fascinante pois, agora, muitos dos maiores telescópios vão apontar para a constelação de Aquário, onde fica a TRAPPIST-1, para fazer o acompanhamento, refinar os dados e revelar maiores detalhes. Um que já está de olho é o Hubble, que no ano passado analisou quatro planetas do sistema (inclusive os três na zona habitável) e descartou a presença de hidrogênio e hélio em suas atmosferas — características dos gigantes gasosos. As influências gravitacionais também permitiram inferir a massa e densidade dos planetas, apontando para que sejam rochosos, aquáticos ou congelados. Mas não gasosos.

A grande expectativa agora gira em torno do telescópio espacial James Webb, sucessor do Hubble, que chega ao espaço no fim do ano que vem para, entre outras coisas, determinar com precisão a composição das atmosferas de exoplanetas. Se ele descobrir, por exemplo, oxigênio, metano ou ozônio neste sistema planetário, teremos evidência de atividade biológica. São os chamados biomarcadores.

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Capa da revista Nature ilustra os sete exoplanetas e seus potenciais de abrigar água em forma de gelo, líquida ou de vapor (Foto: NASA/R. Hurt/T. Pyle)

O fato é que, agora, a TRAPPIST-1 e seus planetas se tornarão um grande laboratório para estudos sobre a evolução e caracterização de planetas extrassolares (que ficam fora do nosso Sistema Solar). E se há uma certeza no universo é que, normalmente, nada é tão raro a ponto de não se repetir. Por isso, a descoberta nos coloca um passo mais perto de encontrar uma segunda Terra no espaço — e responder se estamos ou não sozinhos no cosmo. “Estou empolgada com esse sistema incrível porque sabemos que deve haver muitos outros com mundos potencialmente habitáveis esperando para serem achados”, disse a cientista planetária Sara Seager, do MIT.

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