Uma população perdida de misteriosos mundos aquáticos pode ter acabado de ser revelada

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Uma ilustração de uma estrela anã vermelha da superfície de um exoplaneta aquáticos. (Crédito: OES/M. Kornmesser)

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

A Via Láctea pode ser um lugar muito mais úmido do que pensávamos.

Uma nova análise de exoplanetas orbitando estrelas anãs vermelhas sugere que podemos estar perdendo uma população de “mundos aquáticos” – planetas encharcados cuja composição consiste em até 50% de água.

Nem todos esses mundos serão cobertos por um oceano líquido global; os cientistas esperam que, para muitos deles, a água esteja ligada a minerais hidratados. No entanto, a descoberta pode ter implicações para nossa busca por vida fora do Sistema Solar.

“Foi uma surpresa ver evidências de tantos mundos aquáticos orbitando o tipo mais comum de estrela na galáxia”, disse o astrônomo Rafael Luque, da Universidade de Chicago (EUA).

“Tem enormes consequências para a busca de planetas habitáveis.”

Embora não possamos ver uma única anã vermelha a olho nu, essas estrelas são incrivelmente numerosas. Pequenas, frias e escuras, as anãs vermelhas têm, no máximo, apenas cerca de metade da massa do Sol.

Sua baixa taxa de fusão lhes dá a maior longevidade de todas as estrelas; com 13,8 bilhões de anos, o Universo não tem idade suficiente para uma estrela anã vermelha ter vivido toda a sua vida útil estimada em 100 bilhões de anos.

Estima-se que 73% da população estelar da Via Láctea consiste em estrelas anãs vermelhas. Basta pensar sobre isso por um momento. Quando você sai para observar estrelas, em um campo aberto ou num passeio de carro no deserto em uma noite quente de verão, você nem consegue ver a maioria das estrelas no céu.

Por serem tão escuras e vermelhas, é difícil encontrar exoplanetas em órbita em torno de anãs vermelhas. Apenas uma pequena porcentagem dos 5.084 exoplanetas confirmados no momento da escrita desse artigo foram encontrados em torno de estrelas anãs vermelhas.

No entanto, nossos instrumentos estão ficando cada vez mais sofisticados – o suficiente para que os cientistas possam caracterizar dezenas de pequenos mundos orbitando essas pequenas estrelas.

Existem dois sinais principais que os cientistas analisam para caracterizar um exoplaneta. O primeiro é um escurecimento regular da luz estelar à medida que o exoplaneta em órbita passa entre nós e a estrela.

O segundo é um minuto de alongamento e encurtamento dos comprimentos de onda da luz da estrela, à medida que o exoplaneta em órbita exerce uma fraca atração gravitacional.

Se você tiver essas medidas e souber a que distância a estrela está (e, portanto, quanta luz ela emite), poderá medir o raio e a massa do exoplaneta – duas características das quais os astrônomos podem derivar a densidade de um exoplaneta.

Esta densidade pode ser usada para inferir a composição do exoplaneta. Uma baixa densidade provavelmente significa um exoplaneta com muita atmosfera, como um gigante gasoso. Uma alta densidade provavelmente significa um mundo rochoso, como a Terra, Vênus ou Marte.

Luque e seu colega, o astrônomo Enric Pallé, do Instituto de Astrofísica das Ilhas Canárias e da Universidade de La Laguna, na Espanha, realizaram um estudo de densidade de 43 exoplanetas orbitando estrelas anãs vermelhas.

Normalmente, esses exoplanetas foram separados em duas categorias: exoplanetas rochosos e gasosos com atmosferas espessas. Mas Luque e Pallé viram uma curiosa terceira categoria emergindo: exoplanetas que são muito densos para serem gasosos, mas também não suficientemente densos para serem puramente rochosos.

A conclusão deles foi que a composição rochosa desses exoplanetas no meio-termo estava misturada com algo mais leve… como água, talvez. Mas, embora seja tentador imaginar um mundo repleto de mares tempestuosos, esses planetas estão muito próximos de suas estrelas para que haja água líquida em suas superfícies.

Se a água estivesse na superfície, inundaria suas atmosferas, tornando-as ainda maiores em diâmetro e menores em densidade.

“Mas não vemos isso nas amostras”, disse Luque. “Isso sugere que a água não está na forma de oceano de superfície.”

Em vez disso, esses mundos podem se parecer com outro objeto do Sistema Solar – a lua de Júpiter, Ganímedes, que é aproximadamente metade rocha e metade água, com a água escondida sob uma camada rochosa e gelada. Ou podem ser um pouco como a Lua (embora significativamente mais úmidos), que tem moléculas de água ligadas em vidro e minerais.

No entanto, esses mundos retiveram sua água, se as conclusões da equipe estiverem corretas, a descoberta sugere que esses mundos não poderiam ter se formado onde se formaram. Em vez disso, eles teriam que ter se formado mais longe de suas estrelas, de rocha e gelo, e migrado para dentro de suas posições atuais.

No entanto, sem mais provas, é impossível, nesta fase, tomar uma decisão a favor deste modelo, de uma forma ou de outra.

“Deixando de lado essa possibilidade de descobrir formas de vida alienígenas”, escreveu a astrônoma Johanna Teske da Instituição Carnegie para a Ciência em uma perspectiva relacionada, “medindo a diversidade composicional de planetas em torno de estrelas anãs vermelhas – o tipo mais comum de estrela na Via Láctea – é importante para montar o complexo quebra-cabeça da formação e evolução dos pequenos planetas.”

A pesquisa foi publicada na revista Science.