Um mundo oceânico em outro sistema planetário

Os astrônomos já conheciam o sistema planetário LHS1140, localizado a cerca de 41 anos-luz da Terra, mas graças aos novos dados fornecidos pelo observatório espacial TESS da NASA e o instrumento ESPRESSO do Observatório Europeu do Sul no Chile, eles descobriram que um dos planetas parece ter um grande oceano de água líquida. Seu nome é LHS1140 b, um exoplaneta ideal para a busca de biomarcadores.

0
1105
Representação artística do planeta LHS1140 b e sua estrela hospedeira. Crédito: J. Lillo-Box.

Publicado no Servicio de Información y Noticias Científicas

Uma equipe internacional liderada pelo Centro de Astrobiologia (CAB, INTA-CSIC) estudou detalhadamente o sistema planetário LHS1140. Os resultados confirmam a existência de dois planetas e sugerem a presença de mais dois corpos.

Um dos dois planetas conhecidosLHS1140 b, está localizado na zona habitável de sua estrela, uma anã vermelha cinco vezes menor que o nosso Sol – além disso, parece que um grande oceano de água líquida cobre sua superfície. Isso o torna um alvo ideal para a procura de biomarcadores ou sinais de vida.

O planeta mais próximo, LHS1140 c, orbita a estrela a cada 3,8 dias, enquanto LHS1140 b orbita a cada 24,7 dias em seu sistema planetário, localizado na constelação de Cetus, a cerca de 41 anos-luz da Terra.

As novas observações do sistema, publicadas na revista Astronomy & Astrophysics, foram feitas com o instrumento de última geração ESPRESSO, instalado no telescópio VLT (Very Large Telescope) do Observatório Europeu do Sul (OES) no Chile, e com o observatório espacial TESS da NASA.

Os dados serviram para obter valores muito precisos das massas e dos raios de ambos os planetas (6,5 massas da Terra e 1,7 raios terrestres para LHS1140 b, e 1,8 massas da Terra e 1,3 raios terrestre para LHS1140 c) permitindo calcular não apenas sua densidade (exatamente a mesma da Terra em ambos os planetas), mas também caracterizar sua composição interna (ou seja, a distribuição do núcleo, manto e crosta dos planetas, bem como a quantidade de água líquida que eles podem ter).

No caso do LHS1140 b, os cálculos apontam para uma superfície coberta por um oceano de água líquida. Como destaca Jorge Lillo-Box, investigador do CAB e principal autor do estudo, “é o planeta localizado na zona habitável onde a quantidade potencial de água líquida presente foi quantificada de forma mais precisa, o que torna o LHS1140 b um dos melhores planetas para a busca de biomarcadores”.

Um terceiro exoplaneta e um exotroiano

A alta precisão dos dados também permitiu aos pesquisadores encontrar outro potencial planeta no sistema, LHS1140 d, com uma massa de 4,8 massas da Terra e um período orbital de 78,9 dias. Este planeta está localizado um pouco mais longe da zona habitável da estrela e tem uma composição que o coloca na fronteira entre rochoso e gasoso.

Por fim, como parte do projeto TROY, um estudo detalhado dos dados foi realizado em busca de parceiros coorbitais ou exotroianos, planetas alojados na mesma órbita. O estudo sugere que o planeta mais próximo da estrela (LHS1140 c) poderia ter um desses parceiros coorbitais. É um dos primeiros candidatos a exotroiano descobertos até agora, mas um estudo mais detalhado e observações adicionais serão necessários para confirmar este cenário exótico.

Representação esquemática do sistema planetário LHS1140 com os dois planetas confirmados LHS1140 b e LHS1140 c, e o possível terceiro planeta LHS1140 d. Crédito: J. Lillo-Box.

“O sistema planetário LHS1140 é ideal para a nossa jornada de caracterização atmosférica de planetas rochosos. O planeta mais próximo da estrela pode ter um alto conteúdo de vapor d’água, enquanto o planeta na zona habitável pode apresentar características atmosféricas muito diferentes e talvez permitir a busca de biomarcadores como o ozônio ou o metano”, diz Lillo-Box.

O sistema planetário LHS1140 contém os tipos de planetas que o experimento KOBE irá buscar, um programa ligado ao Observatório de Calar Alto (CAHA) onde Lillo-Box é o investigador principal, e que tentará encontrar planetas na área de habitabilidade das estrelas um pouco mais quentes que a do LHS1140, embora mais frias que nosso Sol.

Essas estrelas oferecem uma oportunidade única para a busca de vida, porque, embora sua atividade seja muito menor do que em estrelas mais frias, sua zona de habitabilidade é mais próxima do que em estrelas do tipo solar.

O programa, que terá início em 2021 e término em 2023, utilizará o instrumento CARMENES instalado no telescópio CAHA com 3,5 metros. Para David Barrado Navascués, pesquisador do CAB e coautor do estudo, “o sistema planetário LHS1140 deverá ser uma pedra de Roseta para estudos atmosféricos exoplanetários”.

“Neste sentido”, acrescenta, “o novo telescópio espacial James Webb, com lançamento previsto para 2021, terá um papel fundamental nestes estudos futuros, devido o seu tamanho e instrumentação. Concretamente, o Mid InfraRed Instrument (MIRI), desenvolvido por um consórcio europeu no qual o Instituto Nacional de Tecnologia Aeroespacial da Espanha (INTA) tem uma participação relevante, será fundamental para atingir este objetivo”.

Referência

  • J. LilloBox, P. Figueira, A. Leleu, L. Acuña, J.P. Faria, N. Hara, N.C. Santos, A.C.M. Correia, P. Robutel, M. Deleuil, D. Barrado, S. Sousa, X. Bonfils, O. Mousis, J.M. Almenara, N. Astudillo-Defru, E. Marcq, S. Udry, C. Lovis y F. Pepe. “The LHS 1140 planetary system revisited by ESPRESSO and TESS”. A&A Volume 642, October 2020 https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202038922