Nasa descobre sistema com exoplanetas semelhantes à Terra

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A ciência conseguiu mais uma vez. Sete novos exoplanetas (planetas que não giram em torno do Sol) foram descobertos. Eles orbitam uma estrela anã, chamada de TRAPPIST-1, a distâncias incrivelmente próximas uns dos outros. E podem ser a chave para encontrar vida fora da Terra.

planetas

A descoberta, feita por astrônomos da Nasa, mostra que os exoplanetas podem ter água líquida em suas superfícies rochosas. Eles contornam uma estrela minúscula, escura e que fica muito próxima aos planetas, todos com menos de duas semanas de duração.

Embora não seja possível dizer, atualmente, se os planetas abrigam vida, os astrônomos estão animados com relação a isto. A órbita de cada planeta passa em frente – ou “transita” – de sua estrela-mãe. Além do mais, há uma incrível semelhança do sistema com o nosso Sistema Solar. Respostas relacionadas à dúvida se o sistema é habitável podem surgir dentro de poucos anos, com o lançamento de um novo e poderoso telescópio espacial.

O membro da equipe, Didier Queloz, da Universidade de Cambridge, diz que o sistema, conhecido como TRAPPIST-1, será “um grande motor para a questão de saber se existe vida no universo”. Já o astrofísico Nikku Madhusdhan, do Institute of Astronomy in Cambridge, no Reino Unido, que não estava envolvido no estudo, diz: “se quisermos encontrar uma bioassinatura (resposta para vida fora da Terra), pode ser neste tipo de sistema”.

Pesquisas

tamanho do sistema

Muitas pesquisas de exoplanetas têm se concentrado em estrelas parecidas com o Sol na esperança de encontrar um correspondente ao nosso próprio Sistema Solar. Isso não chega a surpreender, já que é o único caso conhecido por promover a vida.

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Mas a equipe por trás do projeto TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) tomou um rumo diferente: eles olharam para planetas que transitam na frente de estrelas escuras, anãs, que são, de longe, o mais numeroso tipo de estrela na Via Láctea. Em 2010, com um telescópio robótico de 0,6 metros operado pelo Observatório Europeu do Sul e localizado no Chile, eles se depararam com a estrela que veio a ser conhecida como TRAPPIST-1.

As chamadas pesquisas de trânsito (que observam a trajetória de um planeta) olham para as estrelas, apurando o mergulho intrigante no brilho que ocorre quando um planeta em órbita passa na frente e borra um pequeno pedaço de luz. A duração determina a órbita do planeta, enquanto a profundidade determina o tamanho dele. Como as estrelas anãs são bastante pequenas e escuras, os planetas em trânsito bloqueiam uma maior proporção da luz, tornando os trânsitos mais aparentes da Terra.

TRAPPIST-1, que está a 39 anos-luz de distância e possui apenas 8% da massa total do nosso Sol, chamou a atenção da equipe de pesquisa. Era óbvio que vários mergulhos identificados representavam mais de um planeta.

Em um artigo publicado na revista Nature, a equipe descreve a situação como “um grupo de planetas fortemente comprimidos com órbitas variando de 1,5 a 12,3 dias”. A escuridão da estrela significa que, apesar das órbitas próximas dos planetas, todos os sete poderiam abrigar água líquida em suas superfícies. Três estão firmemente na “zona habitável”, o que significa que pode haver oceanos líquidos de água, contanto que possuam atmosferas semelhantes a da Terra.

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Estudando os novos planetas

trappist

As órbitas desses planetas não são aleatórias, mas parecem estar em uma chamada cadeia de ressonância. Isto significa que o período orbital de cada planeta está relacionado com o de seus vizinhos por uma razão de pequenos números inteiros.

Por exemplo: para cada oito órbitas feitas pelo planeta mais próximo, o próximo orbita cinco vezes e o seguite, três. Os planetas não se formam em arranjos tão arrumados, o que sugere que os planetas do sistema TRAPPIST-1 nasceram em órbitas mais distantes, antes de migrarem para dentro e ficarem presos nas órbitas estáveis e ressonantes.

Formando-se nas regiões externas e mais frias do sistema, onde compostos voláteis como água e dióxido de carbono se congelam, torna possível que os planetas incorporem esses gelos e os transportassem para um lugar mais quente onde pudessem derreter, evaporar e tornar-se oceanos e atmosferas.

Rochosos ou gasosos?

Uma questão que paira sobre esses planetas é se eles são rochosos, como a Terra, ou gasosos, como Netuno. Uma medida de sua densidade responderia a essa pergunta. Mas para isso, os astrônomos precisam saber que seus estudos de trânsito em massa individual revelam apenas o tamanho e não a densidade.

No entanto, no caso do sistema TRAPPIST-1, a equipe foi capaz de estimar as massas, observando um sutil efeito gravitacional sobre as órbitas dos planetas. Como os planetas são agrupados, eles exercem uma atração gravitacional pequena quando passam uns pelos outros. Esse puxão ocasional faz com que alguns trânsitos ocorram um pouco mais tarde ou mais cedo do que o esperado.

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Ao medir essas variações de tempo e de trânsito e realizar alguma modelagem do sistema, eles foram capazes de estimar as massas dos planetas – e calcular suas densidades. Todos pareciam ser rochosos.

E quanto à atmosfera?

A próxima pergunta para os astrônomos é: será que os planetas têm atmosferas, e, se sim, de que elas são feitas? Os trânsitos podem revelar atmosferas porque, à medida que um planeta passa em frente à sua estrela, os gases atmosféricos podem absorver certas frequências da luz que passa. “O Hubble está observando [o sistema], mas está um pouco à beira, por causa do tamanho do telescópio”, diz Didier Queloz, da Universidade de Cambridge.

Realisticamente, qualquer estudo detalhado sobre as atmosferas do sistema TRAPPIST-1 terá que esperar pelo lançamento do sucessor do Hubble, o Telescópio Espacial James Webb (JWST), aproximadamente para o final do próximo ano. Com os trânsitos frequentes, “você pode simplesmente observar com o JWST”, diz Thomas Henning, diretor do Max Planck Institute for Astronomy, em Heidelberg, na Alemanha.

Ele acha que o JWST será capaz de identificar a composição das atmosferas dos planetas, o que ainda não foi alcançado com um exoplaneta do tamanho da Terra. Distinguir biomarcadores – que poderia ser uma mistura particular de metano, ozônio e oxigênio – dentro dessas atmosferas, no entanto, será “extremamente desafiador”, diz Henning. “É um objetivo, mas pode demorar mais do que nos próximos anos”. Também pode levar a energia da próxima geração de telescópios extremamente grandes na Terra, que estreará na próxima década.



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