Este exoplaneta pode ser nossa melhor chance de ‘ver’ a atmosfera de um mundo alienígena

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Impressão artística de Gliese 486 b. Crédito: RenderArea.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Um exoplaneta a apenas 26 anos-luz de distância parece um dos melhores que já encontramos para examinar a atmosfera de mundos alienígenas.

Chamado de Gliese 486 b, o exoplaneta é um planeta telúrico que os astrônomos acham que pode ser semelhante a Vênus – rochoso, quente e possivelmente com uma atmosfera (embora seja muito mais fina do que a de Vênus). E atende a todos os critérios que temos para tentar encontrar atmosferas exoplanetárias, a fim de sondá-las com a próxima geração de telescópios.

Não apenas está próximo, mas também passa entre nós e sua estrela, uma anã vermelha relativamente fria e calma, o que permitirá que sua atmosfera seja iluminada por trás. Também está no ponto ideal de temperatura para espectroscopia poder analisar a composição atmosférica.

“Desde o primeiro momento, percebemos que este planeta é uma joia: orbitando uma estrela brilhante próxima e passando na frente dela do nosso ponto de vista aqui na Terra”, disse o astrofísico Juan Carlos Morales, do Instituto de Estudos Espaciais da Catalunha.

“Colocamos nossos melhores esforços na determinação precisa de suas propriedades e estamos nos preparando para uma caracterização adicional. Este planeta pode se tornar um ponto de partida para entender a estrutura e evolução das atmosferas de exoplanetas”.

Crédito: RenderArea.

Desde que a descoberta do primeiro exoplaneta — planetas fora do Sistema Solar – foi confirmada na década de 1990, os astrônomos passaram a identificar milhares deles na Via Láctea.

O que descobrimos até agora é um cenário incompleto, sujeito a limitações tecnológicas, mas mesmo assim, fomos capazes de aprender muito sobre os diferentes planetas lá fora – seus tamanhos e massas, suas densidades, como eles orbitam suas estrelas, esse tipo de coisas.

As atmosferas são muito mais complicadas. Geralmente, detectamos exoplanetas usando dois métodos baseados no efeito que os exoplanetas têm em suas estrelas.

Existe a espectroscopia Doppler: ela detecta o movimento oscilante muito fraco de uma estrela enquanto ela se move em um pequeno círculo devido à interação gravitacional com o exoplaneta.

E há a fotometria de trânsito, que detecta as mudanças muito tênues na luz das estrelas quando um exoplaneta transita ou se move na frente da estrela.

Para estudar a atmosfera de um exoplaneta, os astrônomos procuram mudanças minúsculas no espectro de comprimento de onda de uma estrela à medida que um exoplaneta se move em torno dela. Alguns comprimentos de onda serão absorvidos ou emitidos por elementos na atmosfera, apresentando-se como linhas mais escuras ou mais brilhantes no espectro; estas podem ser usadas ​​para determinar a composição química dessa atmosfera.

Como você pode imaginar, isso é bastante desafiador. Os exoplanetas estão muito distantes e os sinais de que estamos falando são muito fracos.

Idealmente, para ser capaz de estudar uma atmosfera, você precisa de algumas coisas importantes. Quanto mais perto, melhor; essa é uma das coisas. Uma estrela brilhante cuja luz deve retornar um espectro forte é outra. E, é claro, há o próprio exoplaneta em trânsito, idealmente em uma órbita curta, para que vários trânsitos possam ser observados em um curto espaço de tempo e depois reunidos para amplificar o sinal.

As órbitas do exoplaneta podem ter qualquer direção e, se a órbita for curta, o exoplaneta está muito próximo da estrela, o que pode torná-lo muito quente para observações espectroscópicas.

Gliese 486 b, medido com alta precisão usando espectroscopia Doppler e fotometria de trânsito, foi descoberto preenchendo todas essas categorias.

Tradução da imagem: trânsito (transit), eclipse secundário (secondary eclipse) e variações na fase orbital (orbital phase variation). Crédito: MPIA.

“A proximidade do Gliese 486 b nos permitiu medir sua massa com precisão sem precedentes, graças às observações feitas com os instrumentos CARMENES e MAROON-X”, explicou ao ScienceAlert o astrônomo Trifon Trifonov, do Instituto Max Planck de Astronomia.

“Além disso, o planeta também cruzou periodicamente o disco estelar na direção do Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, que é um evento raro. Combinando uma massa planetária bem caracterizada, configuração orbital de dados da espectroscopia Doppler, raio planetário preciso e período orbital de trânsitos em um exoplaneta tão próximo é o que o torna uma descoberta excepcional”.

O exoplaneta, determinou a equipe de pesquisa, tem cerca de 1,3 vezes o tamanho da Terra e cerca de 2,8 vezes sua densidade. Isso sugere uma composição terrestre, rica em metais, como a Terra ou Vênus. Também está muito perto de sua estrela, em uma órbita de apenas 1,5 dias.

Como essa estrela é uma anã vermelha fria, a temperatura de equilíbrio do exoplaneta é de apenas 700 Kelvin. Isso pode soar tremendamente inóspito para nós, mas é ideal para observações atmosféricas.

“A proximidade com a anã vermelha Gliese 486 aquece o planeta significativamente a cerca de 430 graus Celsius (700 Kelvin), tornando sua paisagem quente e seca, intercalada com vulcões e rios de lava brilhantes. Nesse contexto, Gliese 486 b é mais parecido com Vênus do que com a Terra”, explicou Trifonov.

Isso é o que o torna adequado para espectroscopia de emissão – quando o exoplaneta está próximo à estrela, refletindo sua luz – e estudos que envolvem mudanças na luz das estrelas em busca de uma atmosfera.

“Se a temperatura fosse cem graus mais fria, não seria adequada para observações posteriores, ao passo que se fosse cem graus mais quente, toda a superfície do planeta seria lava, portanto, sua atmosfera consistiria principalmente de rochas vaporizadas, que não nos diria nada sobre a atmosfera primordial”, observou Trifonov.

Em todos os aspectos adequados para a compreensão da atmosfera de um exoplaneta, o Gliese 486 b está nas categorias ideais. E se nenhuma atmosfera for descoberta? Bem, isso nos ajudará a entender o quão bem os exoplanetas rochosos retêm sua atmosfera quando orbitam muito perto de suas estrelas.

O Telescópio Espacial James Webb, cuja missão inclui o estudo de atmosferas exoplanetárias, será lançado ainda este ano. Esperançosamente, Gliese 486 b estará no menu.

A pesquisa foi publicada na Science.