Descobertos sete planetas semelhantes à Terra em volta de uma anã fria
O Telescópio Espacial Spitzer da NASA revelou o primeiro sistema conhecido com sete planetas do tamanho da Terra em torno de uma única estrela. Três desses planetas estão firmemente localizados na zona habitável, a área em redor da estrela hospedeira onde um planeta rochoso tem mais probabilidade de ter água líquida à sua superfície.
A descoberta estabelece um novo recorde para o maior número de planetas na zona habitável descobertos em torno de uma única estrela para lá do nosso Sistema Solar. Todos estes sete planetas poderiam ter água líquida - fundamental para a vida como a conhecemos - sob condições atmosféricas ideais, mas as probabilidades são mais altas para os três na zona habitável.
"Esta descoberta pode ser uma peça importante do quebra-cabeças de encontrar ambientes habitáveis, lugares propícios para a vida," comenta Thomas Zurbuchen, administrador associado do Diretorado de Missões Científicas da agência espacial em Washington, EUA. "A resposta à pergunta 'estamos sozinhos' é uma prioridade científica e a descoberta de 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 planetário está relativamente perto de nós, na direção da constelação de Aquário. Dado que estão localizados para lá do nosso Sistema Solar, esses planetas são cientificamente conhecidos como exoplanetas.
Este sistema exoplanetário é chamado TRAPPIST-1, em nome do telescópio TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) no Chile. Em maio de 2016, investigadores usando o TRAPPIST anunciaram a descoberta de três planetas no sistema. Assistidos por vários telescópios terrestres, incluindo o VLT (Very Large Telescope) do ESO, o Spitzer confirmou a existência de dois desses planetas e descobriu outro cinco, aumentando para sete o número de planetas conhecidos no sistema.
Os novos resultados foram publicados anteontem na revista Nature e anunciados numa conferência de imprensa na sede da NASA em Washington.
Usando dados do Spitzer, a equipa mediu com precisão os tamanhos dos sete planetas e desenvolveu as primeiras estimativas das massas de seis deles, permitindo com que a sua densidade fosse estimada.
Com base nas suas densidades, é provável que todos os planetas de TRAPPIST-1 sejam rochosos. Observações adicionais não só vão ajudar a determinar se são ricos em água, como também, possivelmente, revelar se qualquer um deles pode ter água líquida à superfície. A massa do sétimo exoplaneta, o mais distante, ainda não foi estimada - os cientistas pensam que pode ser um gelado mundo "bola de neve", mas são necessárias mais observações.
"As sete maravilhas de TRAPPIST-1 são os primeiros planetas do tamanho da Terra encontrados em órbita deste tipo de estrela," realça Michael Gillon, autor principal do artigo e investigador principal do levantamento TRAPPIST na Universidade de Lieja, Bélgica. "É também o melhor alvo, até agora, para o estudo das atmosferas de mundos tipo-Terra potencialmente habitáveis."
Em contraste com o nosso Sol, a estrela TRAPPIST-1 - classificada como uma anã ultrafria - é tão fria que a água líquida até poderá existir em planetas que orbitam muito perto dela, mais perto do que é possível em planetas do nosso Sistema Solar. Todas as sete órbitas planetárias do sistema TRAPPIST-1 estão mais perto da sua estrela-mãe do que Mercúrio está do Sol. Os planetas também estão muito próximos uns dos outros. Se uma pessoa estivesse à superfície de um destes planetas, ao olhar para cima podia, potencialmente, ver características geológicas ou nuvens nesses mundos vizinhos, que por vezes apareceriam maiores do que a Lua aparece no céu da Terra.
Os planetas também podem ter bloqueio de marés em relação à sua estrela, o que significa que o mesmo lado do planeta está sempre virado para a estrela. Portanto, em cada lado ou é sempre noite ou é sempre dia. Isto pode significar a existência de padrões meteorológicos completamente diferentes daqueles na Terra, como ventos fortes que sopram do lado diurno para o noturno, e mudanças extremas de temperatura.
O Spitzer, um telescópio infravermelho que segue a Terra à medida que esta orbita o Sol, está bem adequado para o estudo de TRAPPIST-1 porque a estrela brilha mais no infravermelho, cujos comprimentos de onda são mais longos do que o olho humano consegue ver. No outono de 2016, o Spitzer observou TRAPPIST-1 quase continuamente por 500 horas. O Spitzer está unicamente posicionado na sua órbita para observar suficientes trânsitos planetários pela estrela hospedeira a fim de revelar a complexa arquitetura do sistema. Os engenheiros otimizaram a capacidade do Spitzer para observar planetas em trânsito durante a "missão quente" do Spitzer, que começou depois do líquido refrigerante da nave ter acabado, como planeado, após os primeiros cinco anos de operações.
"Este é o resultado mais emocionante que já vi nos 14 anos de operações do Spitzer," comenta Sean Carey, gestor do Centro de Ciências do Spitzer da NASA no Caltech/IPAC em Pasadena, no estado norte-americano da Califórnia. "O Spitzer continuará, este outono, a refinar ainda mais a nossa compreensão destes planetas para que o Telescópio Espacial James Webb prossiga com os trabalhos. Mais observações do sistema vão revelar, certamente, mais dos seus segredos."
Na sequência da descoberta do Spitzer, o Telescópio Espacial Hubble da NASA iniciou o estudo de quatro dos planetas, incluindo os três situados dentro da zona habitável. Estas observações visam avaliar a presença de atmosferas densas e dominadas por hidrogénio, típicas de mundos gasosos como Neptuno, em torno desses planetas.
Em maio de 2016, a equipa do Hubble observou os dois planetas mais interiores e não encontrou evidências dessas atmosferas inchadas. Isto reforçou o caso de que os planetas mais próximos da estrela são, de facto, rochosos.
"O sistema TRAPPIST-1 fornece uma das melhores oportunidades, durante a próxima década, para estudar as atmosferas de planetas do tamanho da Terra," salienta Nikole Lewis, colíder do estudo do Hubble e astrónoma do STScI (Space Telescope Science Institute) em Baltimore, Maryland, EUA. O caçador de planetas da NASA, o Telescópio Espacial Kepler, também está a estudar o sistema TRAPPIST-1, obtendo medições das minúsculas mudanças de brilho estelar devido a trânsitos planetários. Operando na missão K2, as observações da nave vão permitir com que os astrónomos refinem as propriedades dos planetas conhecidos, bem como procurar planetas adicionais no sistema. As observações K2 terminam no final de março e serão disponibilizadas no arquivo público.
O Spitzer, o Hubble e o Kepler vão ajudar os astrónomos a planear observações de acompanhamento usando o futuro Telescópio Espacial James Webb da NASA, com lançamento previsto para 2018. Com uma sensibilidade muito maior, o James Webb será capaz de detetar as assinaturas químicas da água, do metano, do oxigénio, do ozono e de outros componentes da atmosfera de um exoplaneta. O James Webb também vai analisar as temperaturas e as pressões à superfície - fatores-chave na avaliação da habitabilidade.