Telescópio da NASA revela o maior grupo de planetas do tamanho da Terra na zona habitável de uma única estrela

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Esta ilustração mostra a possível superfície de TRAPPIST-1f, um dos planetas recém-descobertos no sistema TRAPPIST-1. Cientistas usando o telescópio espacial Spitzer e telescópios terrestres descobriram que existem sete planetas do tamanho da Terra no sistema. Créditos: NASA / JPL-Caltech.

Artigo traduzido de NASA. Autor: Karen Northon.

O telescópio espacial Spitzer da NASA revelou o primeiro sistema conhecido de sete planetas do tamanho da Terra em torno de uma única estrela. Três desses planetas estão localizados na zona habitável, a área em torno da estrela-mãe, onde é mais provável que um planeta rochoso tenha água líquida.

A descoberta estabelece um novo recorde para o maior número de planetas ​​encontrados em zonas habitáveis em torno de uma única estrela fora do nosso sistema solar. Todos esses sete planetas poderiam ter água líquida – chave para a vida como a conhecemos – sob as condições atmosféricas corretas, mas as chances são maiores nos três planetas na zona habitável.

“Esta descoberta pode ser uma peça significativa no quebra-cabeças de encontrar ambientes habitáveis, lugares propícios para a vida”, disse Thomas Zurbuchen, administrador associado do Departamento de Missão Científica da agência em Washington. “Responder à pergunta ‘estamos sozinhos?’ é uma prioridade científica e encontrar tantos planetas como estes pela primeira vez na zona habitável é um passo notável em direção a esse objetivo”.

A cerca de 40 anos-luz da Terra, o sistema de planetas está relativamente próximo a nós, na constelação de Aquário. Como eles estão localizados fora de nosso sistema solar, esses planetas são cientificamente conhecidos como exoplanetas.

Este sistema de exoplanetas foi chamado de TRAPPIST-1, nome que vem de Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) no Chile. Em maio de 2016, pesquisadores usando o TRAPPIST anunciaram ter descoberto três planetas no sistema. Observado por vários telescópios terrestres, incluindo o Very Large Telescope do European Southern Observatory, o Spitzer confirmou a existência de dois desses planetas e descobriu outros cinco, aumentando para sete o número de planetas conhecidos no sistema.

Os novos resultados foram publicados quarta-feira na revista Nature, e anunciados em uma entrevista coletiva na sede da NASA em Washington.

A estrela TRAPPIST-1, uma anã ultra-fria, tem sete planetas do tamanho da Terra a orbitando. Essa concepção artística apareceu na capa da revista Nature em 23 de fevereiro de 2017. Créditos: NASA / JPL-Caltech.

Usando os dados de Spitzer, a equipe precisamente mediu os tamanhos dos sete planetas e desenvolveu as primeiras estimativas das massas de seis deles, permitindo que sua densidade fosse estimada.

Com base em suas densidades, todos os planetas de TRAPPIST-1 são possivelmente rochosos. Outras observações não só ajudarão a determinar se eles são ricos em água, mas também possivelmente revelarão se poderiam ter água líquida em suas superfícies. A massa do sétimo e mais distante exoplaneta ainda não foi estimada – os cientistas acreditam que poderia ser um mundo gelado, semelhante a uma bola de neve, mas são necessárias mais observações.

“As sete maravilhas da TRAPPIST-1 são os primeiros planetas do tamanho da Terra que foram encontrados orbitando este tipo de estrela”, disse Michael Gillon, principal autor do estudo e pesquisador principal do estudo TRAPPIST sobre exoplanetas na Universidade de Liege, Bélgica. “É também o melhor alvo até agora para estudar as atmosferas de mundos do tamanho da Terra potencialmente habitáveis”.

Essa concepção artística mostra como cada um dos planetas TRAPPIST-1 pode parecer, com base nos dados disponíveis sobre seus tamanhos, massas e distâncias orbitais. Créditos: NASA / JPL-Caltech.

Em contraste com o nosso Sol, a estrela TRAPPIST-1 – classificada como uma anã ultra-fria – é tão fria que a água líquida poderia sobreviver em planetas a orbitando muito de perto, mais perto do que é possível em planetas em nosso sistema solar. Todas as sete órbitas planetárias de TRAPPIST-1 estão mais próximas de sua estrela do que Mercúrio está do nosso sol. Os planetas também estão muito próximos uns dos outros. Se uma pessoa estivesse em pé sobre uma superfície do planeta, eles poderiam olhar para cima e potencialmente ver as características geológicas ou nuvens de mundos vizinhos, que às vezes pareceriam maiores do que a lua no céu da Terra.

Os planetas também podem estar com o mesmo lado do planeta sempre voltado para a estrela, portanto, num lado é sempre dia e no outro sempre noite. Isso poderia significar que eles têm padrões de tempo totalmente diferente daqueles na Terra, como ventos fortes soprando do lado do dia para o lado noturno e mudanças extremas de temperatura.

O Spitzer, um telescópio de infravermelho que orbita a Terra, era adequado para estudar TRAPPIST-1 porque a estrela brilha com luz infravermelha, cujos comprimentos de onda são mais longos do que os olhos podem ver. No outono de 2016, o Spitzer observou TRAPPIST-1 por quase 500 horas seguidas. O Spitzer está posicionado de forma única em sua órbita para observar transições de cruzamento suficientes dos planetas na frente da estrela-mãe para revelar a complexa arquitetura do sistema. Os engenheiros otimizaram a habilidade do Spitzer de observar planetas em trânsito durante a “missão quente” do Spitzer, que começou depois que a refrigeração da espaçonave funcionou como planejado após os primeiros cinco anos de operações.

“Este é o resultado mais emocionante que eu vi nos 14 anos de operações do Spitzer”, disse Sean Carey, gerente do Centro de Ciências Spitzer da NASA na Caltech / IPAC em Pasadena, Califórnia. “No outono, o Spitzer refinará ainda mais nossa compreensão desses planetas para que o Telescópio Espacial James Webb possa acompanhar. Mais observações do sistema certamente revelarão mais segredos”.

Na sequência da descoberta do Spitzer, o telescópio espacial Hubble da NASA iniciou a triagem de quatro dos planetas, incluindo os três dentro da zona habitável. Essas observações visam avaliar a presença de atmosferas inchadas, dominadas pelo hidrogênio, típicas de mundos gasosos como Netuno, em torno desses planetas.

Em maio de 2016, a equipe do Hubble observou os dois planetas mais próximos da estrela e não encontrou nenhuma evidência para tais atmosferas inchadas. Isso reforçou a possibilidade de que os planetas mais próximos da estrela sejam rochosos.

“O sistema TRAPPIST-1 oferece uma das melhores oportunidades na próxima década para estudar as atmosferas ao redor dos planetas do tamanho da Terra”, disse Nikole Lewis, co-líder do estudo do Hubble e astrônomo do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial em Baltimore, Maryland. O telescópio espacial Kepler da NASA também está estudando o sistema TRAPPIST-1, fazendo medições das minúsculas mudanças do brilho da estrela devido a órbitas planetárias. Operando como a missão K2, as observações da espaçonave permitirá aos astrônomos refinar as propriedades dos planetas conhecidos, bem como a busca de planetas adicionais no sistema. As observações do K2 serão concluídas no início de março e disponibilizadas no arquivo público.

Este poster mostra como uma viagem a TRAPPIST-1e pode ser. Créditos: NASA / JPL-Caltech.

Spitzer, Hubble e Kepler ajudarão os astrônomos a planejarem os próximos estudos usando o próximo telescópio espacial James Webb da NASA, que será lançado em 2018. Com sensibilidade muito maior, o Webb poderá detectar as impressões químicas de água, metano, oxigênio, ozônio, e outros componentes da atmosfera de um planeta. O Webb também analisará as temperaturas dos planetas e as pressões de superfície – fatores chave na avaliação de sua habitabilidade.

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