Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert
Um exoplaneta do tamanho da Terra, sendo talvez do sistema alienígena mais promissor para sinais de vida, provavelmente não é habitável para a vida como a conhecemos.
Novas observações do Telescópio Espacial James Webb revelam que o mundo mais interno do sistema TRAPPIST-1, um exoplaneta chamado TRAPPIST-1b com 1,4 vezes a massa e 1,1 vezes o raio da Terra, atinge 230 graus Celsius, e é improvável que tenha uma atmosfera envolvendo seu corpo rochoso.
Isso não é uma surpresa; TRAPPIST-1b está tão perto de sua estrela hospedeira que gira em torno de apenas 1,5 dias, recebendo 4 vezes a irradiação estelar que a Terra recebe; mas esta é a primeira vez que conseguimos fazer essas medições para um mundo tão pequeno e frio – o mais próximo, de fato, do nosso próprio planeta.
E, claro, as informações ajudarão os cientistas a aprender mais sobre os outros seis exoplanetas que orbitam a estrela anã vermelha TRAPPIST-1, um sistema cuja potencial habitabilidade é desconhecida.
“É mais fácil caracterizar planetas terrestres em torno de estrelas menores e mais frias”, explicou a astrônoma Elsa Ducrot da Comissão Francesa de Energias Alternativas e Energia Atômica (CEA) na França.
“Se quisermos entender a habitabilidade em torno de estrelas M, o sistema TRAPPIST-1 é um ótimo laboratório. Esses são os melhores alvos que temos para observar as atmosferas de planetas rochosos.”
A descoberta do sistema TRAPPIST-1 foi relatada em 2017, com sete exoplanetas rochosos orbitando uma estrela anã vermelha M a 40 anos-luz de distância. Três desses exoplanetas estão dentro da chamada zona habitável da estrela – a uma distância da estrela que não é tão próxima que toda a água líquida ferveria, nem tão longe que congelaria.
É um alvo verdadeiramente tentador na busca por vida fora do Sistema Solar, mas TRAPPIST-1 tem algumas diferenças importantes em relação ao Sistema Solar que levantam questões sobre se a vida poderia ou não surgir lá.
Os mundos ao seu redor estão muito mais próximos da estrela do que nosso sistema doméstico, com o mais distante em uma órbita de apenas 18,8 dias. Como as estrelas anãs vermelhas são muito menores, mais fracas e mais frias que o Sol, isso significa que a zona habitável fica muito mais perto da estrela…
“Existem dez vezes mais estrelas de outros tipos na Via Láctea do que estrelas como o Sol, e é duas vezes mais provável que tenham planetas rochosos do que em estrelas como o Sol”, disse o astrofísico Thomas Greene, do Centro de Pesquisa Ames da NASA.
“Mas elas também são muito ativas – elas são muito brilhantes quando são jovens e emitem erupções e raios-X que podem destruir uma atmosfera”.
TRAPPIST-1b é o primeiro passo para entender como essa atividade pode ter afetado o sistema. Estudos anteriores usando instrumentos como o Hubble e o Spitzer descartaram uma atmosfera tênue e inchada ao redor do exoplaneta, mas a possibilidade de TRAPPIST-1b ainda abrigar uma atmosfera espessa e densa permaneceu.
É aqui que os recursos de infravermelho do JWST vêm à tona. Os pesquisadores aproveitaram o poder único do telescópio espacial para tentar medir a temperatura de TRAPPIST-1b – a luz infravermelha emitida pela radiação térmica que emana do exoplaneta.
A chave estava na curva de luz produzida quando o exoplaneta orbita a estrela. Quando um exoplaneta em órbita passa entre nós e a estrela, o exoplaneta bloqueia parte da luz da estrela, fazendo com que ela diminua um pouco.
Mas quando o exoplaneta passa atrás da estrela – um evento conhecido como eclipse secundário – o escurecimento também pode ser observado.
Isso ocorre porque, quando o exoplaneta está em um dos lados da estrela, ele reflete parte da luz da estrela, além de emitir qualquer radiação própria, aumentando a luz geral observável do sistema. Isso significa que qualquer luz observada durante o eclipse secundário é emitida apenas pela estrela.
Ao extrair a luz adicional que pode ser detectada quando o exoplaneta está fora de um dos lados, bem como a luz estelar refletida estimada, os cientistas podem determinar quanta radiação infravermelha é emitida pelo próprio exoplaneta, medindo assim sua temperatura. E isso, por sua vez, pode revelar a presença ou ausência de uma atmosfera.
“Este planeta está acoplado por maré, com um lado voltado para a estrela o tempo todo e o outro em escuridão permanente”, disse o astrônomo do CEA Pierre-Olivier Lagage, do CEA. “Se houver uma atmosfera para circular e redistribuir o calor, o lado diurno será mais frio do que se não houvesse atmosfera.”
Os pesquisadores conseguiram capturar cinco eclipses secundários em TRAPPIST-1b e extrair desses eventos uma temperatura diurna de cerca de 230 graus Celsius. Essa temperatura, embora mais fria que o lado diurno de Mercúrio no Sistema Solar, não se encaixa na presença de uma atmosfera.
“Comparamos os resultados com modelos de computador que mostram qual deve ser a temperatura em diferentes cenários”, disse Ducrot.
“Os resultados são quase perfeitamente consistentes com um corpo escuro feito de pura rocha e sem atmosfera para circular o calor. Também não vimos nenhum sinal de luz sendo absorvida pelo dióxido de carbono, o que seria aparente nessas medições.”
O trabalho futuro, disseram os pesquisadores, poderia caracterizar ainda mais a distribuição global de calor de TRAPPIST-1b, a fim de entender melhor os planetas rochosos orbitando estrelas anãs vermelhas e como esses sistemas diferem do nosso.
A pesquisa foi publicada na Nature.
