Astrônomos encontram uma ‘Super-Terra’ surpreendente quase tão antiga quanto o Universo

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Impressão artística do sistema TOI-561. (Créditos: Observatório WM Keck/Adam Makarenko)

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Os planetas podem viver por muito tempo, de fato.

Em torno de uma das estrelas mais antigas da galáxia, uma anã laranja chamada TOI-561 a apenas 280 anos-luz de distância, os astrônomos encontraram três exoplanetas em órbita – um dos quais é um mundo rochoso 1,5 vezes o tamanho da Terra, girando em torno da estrela em uma vertiginosa órbita de 10,5 horas.

Obviamente, um exoplaneta tão perto de sua estrela provavelmente não será habitável, mesmo que seja rochoso como a Terra, Vênus e Marte. Ele teria uma temperatura de 2.480 Kelvin (2206 °C), “travado” pela força de maré e tendo um oceano de magma com um lado que é permanente dia.

Mas o sistema TOI-561, com planetas e tudo, é um dos mais antigos já vistos, com uma idade estimada em cerca de 10 bilhões de anos.

Isso é mais do que o dobro da idade do Sistema Solar, quase tão antigo quanto o próprio Universo, e a evidência de que os exoplanetas rochosos podem permanecer estáveis ​​por muito tempo.

“TOI-561 b é um dos planetas rochosos mais antigos já descobertos”, disse a astrônoma Lauren Weiss, da Universidade do Havaí (EUA).

“Sua existência mostra que o Universo vem formando planetas rochosos quase desde seu início, há 14 bilhões de anos.”

Os três planetas, denominados TOI-561 b, TOI-561 c e TOI-561 d, foram identificados pelo telescópio espacial de caça a planetas da NASA, TESS. O TESS observa fixamente seções do céu, procurando por pequenas quedas periódicas na luz nas estrelas distantes. Esses são os trânsitos, que evidencia quando um planeta passa entre nós e sua estrela.

A partir desses dados e observações de acompanhamento, os astrônomos foram capazes de determinar os períodos orbitais e os tamanhos dos três exoplanetas.

TOI-561 d, o mais externo, tem cerca de 2,3 vezes o tamanho da Terra, com um período orbital de 16,3 dias. TOI-561 c é 2,9 vezes o tamanho da Terra, com um período orbital de 10,8 dias. E TOI-561 b é 1,45 vezes o tamanho da Terra, com um período orbital de pouco mais de 10,5 horas.

A equipe também realizou medições de velocidade radial. Enquanto os planetas orbitam uma estrela, essa estrela não fica parada. Cada exoplaneta exerce seu próprio puxão gravitacional na estrela, resultando em uma pequena dança complexa que comprime e estica a luz da estrela conforme ela se move em direção e para longe de nós enquanto a observamos.

Se conhecermos a massa da estrela, podemos observar o quanto a estrela se move em resposta ao puxão gravitacional de um exoplaneta e calcular a massa do exoplaneta. A partir disso, os pesquisadores calcularam que TOI-561 b tem cerca de três vezes a massa da Terra.

Mas sua densidade é quase igual à da Terra, cerca de cinco gramas por centímetro cúbico.

“Isso é surpreendente porque você esperaria que a densidade fosse maior”, disse o astrofísico planetário Stephen Kane, da Universidade da Califórnia, em Riverside (EUA). “Isso é consistente com a noção de que o planeta é extremamente antigo.”

Isso porque os elementos mais pesados ​​do Universo – metais mais pesados ​​que o ferro – são forjados nos corações das estrelas, nas supernovas no final da vida de uma estrela massiva e nas colisões entre estrelas mortas massivas. Somente depois que as estrelas morrem e espalham esses elementos pelo espaço, eles podem ser incorporados a outros objetos.

Portanto, as estrelas mais antigas do Universo são muito pobres em metais. A TOI-561, por exemplo, é baixa em metalicidade. E quaisquer planetas que se formaram no Universo anterior também deveriam ter baixa metalicidade.

Pesquisas anteriores sugeriram que há um limite inferior de metalicidade para a formação de planetas rochosos, uma vez que os elementos mais pesados ​​são menos propensos a evaporar pela radiação estelar, com a poeira sobrevivendo por tempo suficiente no disco circunstelar para se agrupar e formar planetas.

Encontrar planetas como TOI-561 b pode ajudar a restringir esses modelos, o que por sua vez pode nos ajudar a localizar exoplanetas rochosos mais antigos.

“Embora seja improvável que este planeta em particular seja habitado hoje”, disse Kane, “ele pode ser o prenúncio de muitos mundos rochosos ainda a serem descobertos em torno das estrelas mais antigas de nossa galáxia.”

E isso pode nos ajudar na busca por mundos habitáveis. A Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos; estima-se que os primeiros sinais de vida tenham cerca de 3,5 bilhões de anos. E, no entanto, os vertebrados não apareciam no registro fóssil até cerca de 500 milhões de anos atrás, mais ou menos.

A vida complexa como a conhecemos leva tempo para emergir. Portanto, se quisermos encontrar vida mais complexa do que os archaea ou micróbios, os planetas que têm vida longa e são relativamente estáveis ​​serão, pensam os cientistas, os mais propensos a serem hospitaleiros.

Portanto, embora TOI-561 b não seja um bom lugar para se visitar, ele constitui mais uma pista que pode nos ajudar em nossa busca ávida por outras formas de vida no Universo.

A pesquisa da equipe foi apresentada na 237ª reunião da American Astronomical Society. Também foi aceita no The Astronomical Journal e está disponível no arXiv.