Sete planetas do tamanho da Terra potencialmente habitáveis ​​espionaram ao redor de pequena estrela próxima

Sete planetas do tamanho da Terra trafegam pela face de uma estrela anã escura chamada TRAPPIST-1.

NASA

Sete planetas do tamanho da Terra potencialmente habitáveis ​​espionaram ao redor de pequena estrela próxima

Por Daniel CleryFeb. 22, 2017, 13:00

Os astrônomos anunciaram hoje a descoberta de um extraordinário sistema planetário: sete planetas do tamanho da Terra que poderiam ter água líquida em suas superfícies rochosas. Os planetas circundam uma estrela minúscula, fraca e próxima, em órbitas estreitas, com menos de 2 semanas de duração. Embora hoje não seja possível dizer se os planetas abrigam vida, os astrônomos estão entusiasmados porque cada órbita do planeta passa na frente de um `` ou outro '' transporte de sua estrela-mãe. Além do mais, a proximidade do sistema com a Terra significa que respostas a perguntas sobre se o sistema é habitável podem ocorrer em apenas alguns anos com o lançamento de um poderoso novo telescópio espacial.

`` Se encontrarmos uma bioassinatura, ela pode estar nesse tipo de sistema '', diz o astrofísico Nikku Madhusudhan, do Instituto de Astronomia de Cambridge, Reino Unido, que não participou do estudo. Em termos de planetas em trânsito, este é o mais próximo do Santo Graal que já vimos. O membro da equipe Didier Queloz, da Universidade de Cambridge, diz que o sistema, conhecido como TRAPPIST-1, Segundo Thomas Henning, diretor do Instituto de Astronomia Max Planck, em Heidelberg, na Alemanha, um dos principais impulsionadores da questão de saber se há vida no universo: imagine um sistema solar com sete planetas como O que você está esperando?

Muitas pesquisas de exoplanetas se concentraram em estrelas parecidas com o sol, na esperança de encontrar um análogo ao nosso próprio sistema solar - algo surpreendente, porque é o único sistema conhecido por promover a vida. Mas a equipe por trás do projeto TRAPPIST, liderado pela Bélgica (Transiting Planets and Planetesimal Small Telescope), adotou uma abordagem diferente: eles procuraram por planetas que transitam na frente de estrelas anãs e escuras, de longe o tipo de estrela mais numeroso da Via Láctea. Começando em 2010 com um telescópio robótico de 0, 6 metros no Observatório Europeu do Sul (ESO) do Observatório La Silla, no Chile, eles rapidamente encontraram a estrela que ficou conhecida como TRAPPIST-1.

Pesquisas de trânsito olham para as estrelas, observando o revelador declínio no brilho que ocorre quando um planeta em órbita passa na frente e apaga um pouquinho de luz. A duração do mergulho determina a órbita do planeta, enquanto a profundidade do mergulho determina o tamanho do planeta. Como as estrelas anãs são tão pequenas e fracas, os planetas em trânsito bloqueiam uma proporção maior da luz, tornando os trânsitos mais aparentes da Terra.

O TRAPPIST-1, que fica a 39 anos-luz de distância e apenas 8% da massa do sol, chamou a atenção da equipe porque era óbvio, por vários mergulhos, que mais de um planeta orbitou a estrela. Em maio passado, a equipe publicou na Nature a descoberta de três planetas do tamanho da Terra em órbita ao redor dele. Descobrir que muitos foram uma descoberta incrível, diz Henning.

Mas havia mais planetas por vir. `` Havia uma floresta de trânsitos '', diz Queloz. A equipe usou o Telescópio Espacial Spitzer da NASA juntamente com observações de telescópios na Terra, incluindo o Telescópio Muito Grande do ESO no Chile e outros no Marrocos, Havaí., Espanha e África do Sul. Uma observação final, quase contínua, de 20 dias com Spitzer em setembro de 2016, durante a qual a equipe assistiu 34 trânsitos, permitiu-lhes desembaraçar a bagunça. Spitzer fez toda a diferença, o membro da equipe Emmanu Jehin, da Universidade de Liège, na Bélgica, disse em entrevista coletiva ontem.

Os planetas do TRAPPIST-1 podem ser do tamanho da Terra, mas, como sistema, têm mais semelhança com Júpiter e suas maiores luas.

ESO / O. Furtak

Em um artigo publicado hoje na revista Nature, a equipe descreve um grupo de planetas bem compactados com órbitas que variam 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”, com brilho das estrelas suficiente para ter oceanos com água líquida, desde que possuam atmosferas semelhantes à Terra.

Suas órbitas não são aleatórias, mas parecem estar na chamada cadeia de ressonância, o que significa que o período orbital de cada planeta está relacionado ao de seus vizinhos por uma razão de pequenos números inteiros. Por exemplo, para cada oito órbitas feitas pelo planeta mais interno, o próximo planeta orbita cinco vezes, enquanto o próximo orbita três vezes. Os planetas não se formam em arranjos tão arrumados, o que sugere que os planetas TRAPPIST-1 nasceram em órbitas mais distantes, antes de migrarem para dentro e ficarem presos nas órbitas estáveis ​​e ressonantes. A formação nas regiões externas mais frias do sistema, onde congelam compostos voláteis, como água e dióxido de carbono, torna possível que os planetas incorporassem esses gelados e os levassem para um local mais quente, onde poderiam derreter, evaporar e tornar-se oceanos e atmosferas.

Uma questão que paira sobre esses planetas é se eles são rochosos, como a Terra, ou gasosos, como os mini-Netuno. Uma medida de sua densidade responderia a essa pergunta. Mas, para isso, os astrônomos precisam conhecer sua massa - os estudos de trânsito individual revelam apenas tamanho. No entanto, no caso do TRAPPIST-1, a equipe foi capaz de estimar massas observando um efeito gravitacional sutil nas órbitas dos planetas. Como os planetas são agrupados, eles exercem uma pequena atração gravitacional quando passam um pelo outro. Esse puxão ocasional faz com que alguns trânsitos ocorram um pouco mais tarde ou mais cedo do que o esperado. Medindo essas variações de tempo de trânsito e realizando algumas modelagens temíveis do sistema, eles foram capazes de estimar as massas dos planetas - e calcular suas densidades. Todos pareciam ser rochosos.

A próxima pergunta para os astrônomos: os planetas têm atmosferas e, em caso afirmativo, de que são feitos? Os trânsitos podem revelar atmosferas porque, à medida que um planeta passa na frente de sua estrela, os gases atmosféricos podem absorver certas frequências da luz que passa. Tais observações estão levando os poderes espectroscópicos até do Telescópio Espacial Hubble ao seu limite. "O Hubble está observando [o sistema], mas está um pouco no limite por causa do tamanho do telescópio", diz Queloz. Até agora, a equipe confirmou que nenhum dos dois planetas mais internos possui um invólucro espesso de hidrogênio, o que seria de esperar se fossem mini- Netuno.

Realisticamente, qualquer estudo detalhado das atmosferas do TRAPPIST-1 terá que esperar pelo lançamento do sucessor do Hubble, o Telescópio Espacial James Webb (JWST), que deve ser lançado no final do próximo ano. Com os trânsitos frequentes, "você pode simplesmente encarar o JWST", diz Henning. Ele acha que o JWST será capaz de provocar a composição das atmosferas dos planetas, o que nunca foi alcançado em um exoplaneta do tamanho da Terra. Os biomarcadores mais exigentes, que podem ser uma mistura específica de metano, ozônio e oxigênio nessas atmosferas, no entanto, serão extremamente desafiadores, diz Henning. `` É um objetivo, mas pode demorar mais do que nos próximos dois anos. Também pode levar o músculo da próxima geração de telescópios extremamente grandes na Terra, que estreará na próxima década.

Os pesquisadores estão preparados para esperar mais alguns anos por isso, talvez o maior prêmio em astronomia. Mas a descoberta do TRAPPIST-1 certamente lhes dá mais esperança de que eles cheguem lá. O projeto TRAPPIST foi apenas o precursor de uma pesquisa mais concertada de exoplanetas em torno de anões chamados SPECULOOS, que contará com quatro telescópios de 1 metro atualmente instalados no Observatório Paranal do ESO no Chile. Nos próximos anos, ele pesquisará mil dessas estrelas. Imagine quantos sistemas similares podem estar lá fora, diz Madhusudhan. "O universo pode estar repleto dessas coisas".