Dia 13/09: 256.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1994, a sonda Ulisses passa pelo pólo sul do Sol.

Observações: Saturno está a pouco mais de 6º de Vénus, baixos a Oeste-Sudoeste ao lusco-fusco. Vão aproximando-se ao longo destes dias e passar a pouco mais de 3º entre si a 17 e 18 de Setembro.

Dia 14/09: 257.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1915 nasce John Dobson. Fundador do "Sidewalk Astronomers".

Ensinou muitos a construir telescópios modestos e a usá-los: "Temos a responsabilidade de mostrar aos outros como é o nosso Universo a partir de um telescópio -- e explicar o que estão a ver." 
Em 1959, a sonda soviética Luna 2 colide com a Lua, tornando-se no primeiro objecto feito pelo Homem a lá chegar.
Observações: Procure a brilhante Vega passando perto do zénite ao anoitecer. Vega passa mesmo pelo zénite se estiver à latitude de 39º (Lisboa).

Dia 15/09: 258.º dia do calendário gregoriano.
História: Em 1968, lançamento da soviética Zond 5, tornando-se a primeira sonda a dar uma volta à Lua e a re-entrar na atmosfera da Terra.

Observações: À medida que o Grande Quadrado de Pégaso sobe alto a Este por estas noites, a Usa Maior desce a nordeste. Para ver a Ursa Maior quase desaparecer, precisa de ficar acordado(a) até às 01:00. Em Dezembro isto acontece ao lusco-fusco.

Dia 16/09: 259.º dia do calendário gregoriano.
Observações: Com o Verão a chegar ao fim, o Bule de Chá de Sagitário moveu-se para Sul-Sudoeste após o anoitecer, inclinando-se para a direita.

Se o Sol fosse do tamanho de um glóbulo branco (pequeno linfócito de 7 micrómetros), a Via Láctea seria aproximadamente do tamanho dos Estados Unidos da América [continental] ou da distância entre Lisboa e Bagdade, no Iraque.

A sonda Voyager 1 da NASA é oficialmente o primeiro objecto feito pelo Homem a aventurar-se no espaço interestelar. A sonda com 36 anos está a 19 mil milhões de quilómetros do nosso Sol.

Novos e inesperados dados indicam que a Voyager 1 há já cerca de um ano que viaja por plasma, ou gás ionizado, presente no espaço entre as estrelas. A Voyager está numa região de transição imediatamente fora da bolha solar, onde alguns efeitos do nosso Sol ainda são evidentes. Um relatório sobre a análise destes novos dados, um esforço liderado por Don Gurnett e pela equipa de ciência de ondas de plasma da Universidade de Iowa, em Iowa City, foi publicado na edição de ontem da revista Science.

"Agora que temos novos dados fundamentais, acreditamos que este é o salto histórico da Humanidade para o espaço interestelar," afirma Ed Stone, cientista do projecto Voyager com base no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, EUA. "A equipa da Voyager precisava de tempo para analisar as observações, mas agora podemos responder à pergunta que todos colocávamos: 'Já chegámos? Sim, chegámos'".

Esta impressão de artista mostra a sonda Voyager 1 contra um fundo de estrelas na vasta escuridão do espaço. Crédito: NASA/JPL-Caltech (clique na imagem para ver versão maior)

A Voyager 1 detectou o aumento de pressão do espaço interestelar na heliosfera, a bolha de partículas carregadas que rodeia o Sol e que vai muito além dos planetas exteriores, em 2004. Os cientistas de seguida incrementaram a sua busca por evidências da chegada da sonda ao espaço interestelar, sabendo que a análise dos dados e interpretação poderia levar meses ou anos.

A Voyager 1 não tem um sensor de plasma em funcionamento, por isso os cientistas precisavam de um modo diferente de medir o ambiente de plasma da sonda para fazer uma determinação definitiva da sua localização. Uma ejecção de massa coronal, um grande surto de ventos solares e campos magnéticos, expelida do Sol em Março de 2012, forneceu aos cientistas os dados que precisavam. Quando este presente inesperado do Sol eventualmente alcançou a Voyager 1 treze meses depois, em Abril de 2013, o plasma em redor da sonda começou a vibrar como uma corda de um violino. A 9 de Abril, o instrumento de ondas de plasma da Voyager 1 detectou o movimento. O tom das oscilações ajudou os cientistas a determinar a densidade do plasma. Estas oscilações particulares significa que a sonda foi banhada em plasma mais de 40 vezes mais denso do que o encontrado na camada exterior da heliosfera. Uma densidade deste género é esperada no espaço interestelar.

A equipa científica de ondas de plasma analisou novamente os seus dados e descobriu um conjunto mais fraco e anterior de oscilações em Outubro e Novembro de 2012. Através da extrapolação de densidades de plasma medidas em ambos os eventos, a equipa determinou que a Voyager 1 entrou pela primeira vez no espaço interestelar em Agosto de 2012.

"Nós literalmente saltámos da cadeira quando vimos estas oscilações nos dados -- estes mostravam que a sonda estava numa região completamente nova, comparável ao que seria de esperar no espaço interestelar, e totalmente diferente da bolha solar," afirma Gurnett. "Claramente tínhamos passado pela heliopausa, que é o limite há muito teorizado entre o plasma solar e o plasma interestelar."

Os novos dados de plasma sugerem um calendário consistente com mudanças bruscas e duráveis na densidade das partículas energéticas que foram detectadas pela primeira vez no dia 25 de Agosto de 2012. A equipa da Voyager geralmente aceita esta data como a data de chegada ao espaço interestelar. As partículas carregadas e as alterações no plasma foram as esperadas durante a travessia da heliopausa.

Impressão de artista da sonda Voyager 1 entrando no espaço entre as estrelas. O espaço interestelar é dominado por plasma, gás ionizado (ilustrado aqui em tons castanhos), que foi expelido por estrelas gigantes há milhões de anos atrás. Crédito: NASA/JPL-Caltech (clique na imagem para ver versão maior)

"O árduo trabalho da equipa em construir uma nave espacial durável e a cuidadosa gestão dos recursos limitados da Voyager compensaram num novo marco para a NASA e para a Humanidade," afirma Suzanne Dodd, gestora do projecto Voyager, do JPL da NASA em Pasadena, no estado americano da Califórnia. "Esperamos que os instrumentos da Voyager continuem a enviar dados até pelo menos 2020. Mal podemos esperar para ver o que os instrumentos da Voyager nos mostram sobre o espaço profundo."

A Voyager 1 e sua gémea, a Voyager 2, foram lançadas com 16 dias de diferença em 1977. Ambas as sondas passaram por Júpiter e Saturno. A Voyager 2 também passou por Urano e Neptuno. A Voyager 2, lançada antes da Voyager 1, é a nave espacial há mais tempo em operação. Está a cerca de 15 mil milhões de quilómetros do nosso Sol.

Os controladores da Voyager ainda recebem dados da Voyager 1 e Voyager 2 todos os dias, apesar dos sinais emitidos serem actualmente muito fracos, a cerca de 23 watts -- o poder de uma lâmpada de um frigorífico. Quando os sinais chegam à Terra, são uma fracção de um trilionésimo de watt. Os dados dos instrumentos da Voyager 1 são transmitidos para a Terra normalmente a 160 bits por segundo, e capturados pelas antenas de 34 e 70 metros das estações DSN (Deep Space Network) da NASA. À velocidade da luz, um sinal da Voyager 1 leva cerca de 17 horas a viajar até à Terra. Depois dos dados serem transmitidos para o JPL e processados pelas equipas científicas, são disponibilizados publicamente.

"A Voyager foi corajosamente onde nenhuma sonda foi antes, marcando um dos avanços tecnológicos mais importantes nos anais da história da ciência, e adicionando um novo capítulo aos sonhos e esforços científicos humanos," afirma John Grunsfeld, administrador associado da NASA para ciência em Washington. "Talvez os exploradores do espaço profundo no futuro alcancem a Voyager, o nosso primeiro enviado interestelar, e reflictam sobre como esta intrépida nave ajudou a consolidar a sua viagem."

Os cientistas não sabem quando é que a Voyager 1 vai alcançar a parte não perturbada do espaço interestelar onde não existe influência do nosso Sol. Eles também não têm a certeza quando é que a Voyager 2 vai cruzar para o espaço interestelar, mas acreditam que não está muito longe.

O custo das missões da Voyager 1 e 2 - incluindo o lançamento, operações da missão e as baterias nucleares das naves - alcança os 988 milhões de dólares este mês.

Links:

Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
2013/08/16 - Novo estudo argumenta que Voyager 1 já saiu do Sistema Solar
2013/07/02 - Voyager 1 explora fronteira final da nossa "bolha solar"
2012/12/04 - Voyager 1 da NASA encontra nova região no espaço profundo
2012/10/09 - Voyager 1 pode já ter deixado o Sistema Solar
2012/06/19 - Dados da Voyager 1 apontam para futuro interestelar
2011/12/02 - Sondas Voyager detectam radiação Lyman-Alpha da Via Láctea
2011/06/10 - Uma grande surpresa no limite do Sistema Solar
2011/03/11 - Voyager 1 procura resposta que sopra ao vento
2009/12/25 - Resolvido mistério nos confins do Sistema Solar
2007/12/12 - Sistema Solar é "esborrachado"
2005/05/27 - Voyager alcança fronteira do Sistema Solar

Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
Science (requer subscrição)
NASA/JPL (via YouTube)
NASA/JPL - 2 (via YouTube)
Sons do espaço interestelar - NASA/JPL (via YouTube)
Universe Today
SPACE.com
Astronomy
PHYSORG
redOrbit
Nature
New Scientist
Discovery News
National Geographic
BBC News
sky NEWS
ars technica
The Verge
TIME
Diário de Notícias

Sonda Voyager 1:
Página oficial (NASA)
Heavens Above
Voyager 1 (Wikipedia)

Sistema Solar:
Núcleo de Astronomia do CCVAlg
Wikipedia

Dois grupos de astrónomos usaram dados dos telescópios do ESO para fazerem o melhor mapa a três dimensões de sempre das zonas centrais da Via Láctea. As equipas descobriram que as regiões internas se parecem com um amendoim ou uma estrutura em X, quando vistas a partir de certos ângulos. Esta forma estranha foi mapeada com o auxílio de dados públicos do telescópio de rastreio VISTA do ESO e também a partir de medições dos movimentos de centenas de estrelas muito ténues situadas no bojo central.

O bojo galáctico é uma das regiões mais importantes e de maior massa da nossa Galáxia. Esta enorme nuvem central com cerca de 10.000 milhões de estrelas tem uma dimensão de milhares de anos-luz mas a sua estrutura e origem não eram bem compreendidas.

Infelizmente a partir do interior do disco galáctico que é a posição da Terra, a vista desta região central - a cerca de 27.000 anos-luz de distância - encontra-se fortemente obscurecida por nuvens densas de gás e poeira. Os astrónomos apenas conseguem obter uma boa vista do bojo observando em grandes comprimentos de onda, tais como no infravermelho, o qual consegue penetrar as nuvens de poeira.

Esta impressão de artista mostra qual a forma da Via Láctea quando vista praticamente de perfil e de uma perspectiva completamente diferente da que temos a partir da Terra. O bojo central parece uma bola brilhante de estrelas em forma de amendoim e os braços em espiral e as suas nuvens de poeira associadas formam uma banda estreita. Crédito: ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Hurt (clique na imagem para ver versão maior)

Observações anteriores obtidas no âmbito do rastreio infravermelho do céu 2MASS, tinham já sugerido que o bojo tinha uma misteriosa forma em X. Agora, dois grupos de cientistas utilizaram novas observações de vários telescópios do ESO para obterem uma vista muito mais clara da estrutura do bojo.

O primeiro grupo, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) em Garching, Alemanha, usou o rastreio no infravermelho próximo VVV (VISTA Variables in the Via Lactea Survey) do telescópio VISTA, instalado no Observatório do Paranal do ESO, no Chile. Este novo rastreio público consegue observar estrelas trinta vezes mais ténues do que as observadas em anteriores rastreios ao bojo. A equipa identificou um total de 22 milhões de estrelas pertencentes à classe das gigantes vermelhas, cujas propriedades bem conhecidas permitem calcular as suas distâncias.

"A profundidade do catálogo de estrelas VISTA excede de longe trabalhos anteriores e conseguimos detectar a população total destas estrelas em todas as regiões menos nas mais obscuras," explica Christopher Wegg (MPE), autor principal do primeiro estudo. "A partir desta distribuição estelar pudemos fazer um mapa a três dimensões do bojo galáctico. Esta é a primeira vez que tal mapa é feito sem se assumir um modelo teórico para a forma do bojo."

"Descobrimos que a região interna da nossa Galáxia tem a forma de um amendoim na casca vista de um lado e a uma barra muito alongada vista de cima," acrescenta Ortwin Gerhard, co-autor do primeiro artigo e líder do grupo do MPE [3]. "É a primeira vez que conseguimos observar estas características da nossa Galáxia de forma clara e simulações feitas pelo nosso grupo e por outros autores mostram que esta forma é característica de uma galáxia barrada que começou como um disco puro de estrelas."

Esta impressão artística detalhada e anotada mostra a estrutura da Via Láctea, incluindo a localização do braços em espiral e outras componentes tais como o bojo. Esta versão da imagem foi atualizada com o mais recente mapeamento da forma do bojo central, inferido a partir de dados dum rastreio que está a ser levado a cabo pelo telescópio VISTA do ESO, instalado no Observatório do Paranal do ESO. Crédito: NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Hurt (clique na imagem para ver versão maior)

A segunda equipa internacional, liderada pelo estudante de doutoramento chileno Sergio Vásquez (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile e ESO, Santiago, Chile), utilizou uma abordagem diferente para identificar a estrutura do bojo. Ao comparar imagens observadas com o auxílio do telescópio MPG/ESO de 2,2 metros e obtidas com um intervalo de onze anos, a equipa conseguiu medir os minúsculos desvios no céu devido aos movimentos das estrelas do bojo. Estes desvios foram combinados com medições dos movimentos das mesmas estrelas a aproximarem-se ou a afastarem-se da Terra, mapeando-se assim os movimentos de mais de 400 estrelas em três dimensões.

"Esta é a primeira vez que se obteve um grande número de velocidades em três dimensões para estrelas individuais de ambos os lados do bojo", conclui Vásquez. "As estrelas que observámos parecem estar a mover-se ao longo dos braços em forma de X do bojo, à medida que as suas órbitas as levam para cima e para baixo e para fora do plano da Via Láctea. Tudo isto ajusta-se na perfeição com previsões de modelos actuais!"

Os astrónomos pensam que a Via Láctea era originalmente um disco puro de estrelas, que formou uma barra plana há milhares de milhões de anos atrás. Esta barra deu depois origem à forma de amendoim a três dimensões vista nas novas observações.

Links:

Notícias relacionadas:
ESO (comunicado de imprensa)
Instituto Max Planck para Física Extraterrestre (comunicado de imprensa)
Artigo científico - Wegg et al. (formato PDF)
Artigo científico - Vásquez et al. (formato PDF)
PHYSORG
Universe Today
ScienceDaily
Discovery News
EurekAlert!

Via Láctea:
Núcleo de Astronomia do CCVAlg
Wikipedia
SEDS

Telescópio VISTA:
ESO
Rastreios do VISTA (ESO)
Wikipedia

ESO:
Página oficial
Wikipedia

As manchetes têm aparecido depressa: um trio de super-Terras descobertas na zona habitável da estrela Gliese 667C, dois planetas provavelmente rochosos na zona habitável em redor de Kepler-62 e possíveis super-Terras em órbita de Tau Ceti e HD 40307, à distância ideal para que água líquida exista às suas superfícies, embora sob certas condições.

Estes são apenas dos últimos doze meses. Deverão os caçadores de exoplanetas que procuram a Terra n.º 2, um planeta onde a vida como nós a conhecemos possa existir, começar a sentir-se animados?

Ainda não. O nosso conhecimento destes planetas é lamentavelmente incompleto. No entanto, os tempos podem estar a mudar. Embora ainda não possamos determinar se um planeta é hospitaleiro à vida, David Kipping do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica liderou uma equipa de astrónomos no desenvolvimento de um novo modelo teórico que pode dizer-nos com um rápido olhar se uma super-Terra - um mundo com duas a 10 vezes a massa do nosso planeta e até duas vezes o seu diâmetro - tem uma atmosfera que pode não ser adequada para a vida.

Esta impressão de artista mostra o recém-descoberto trio de super-Terras em órbita de uma estrela tipo-Sol, HD 40307. Crédito: ESO (clique na imagem para ver versão maior)

Consequentemente, podemos descartar tais mundos da nossa busca por análogos da Terra. Tem tudo a ver com a possibilidade de um planeta ter uma atmosfera e como essa atmosfera está ligada à relação entre a massa de um planeta e o seu diâmetro.

As duas principais técnicas de detecção de exoplanetas são maravilhosamente complementares. Quando um planeta transita a sua estrela-mãe - isto é, passa em frente da sua estrela, bloqueia uma fracção da luz estelar -, podemos determinar o diâmetro do planeta a partir do tamanho do trânsito. Enquanto isso, esse planeta em órbita também exerce uma força gravitacional sobre a sua estrela-mãe. Se conseguirmos detectar esse puxão, podemos calcular a massa do planeta com base na extensão pela qual o planeta está a puxar a estrela.

O único problema é que nem todos os planetas orbitam a sua estrela num ângulo apropriado para podermos ver um trânsito, enquanto alguns planetas extrasolares e suas estrelas estão demasiado distantes e são demasiado ténues para medirmos com precisão a força da sua "velocidade radial" (muitos dos candidatos a planeta do Kepler enquadram-se nesta categoria).

No entanto, para esses mundos onde temos a sorte de conhecer ambas as duas propriedades, podemos determinar o volume do planeta e assim dividir a massa pelo volume e chegar à densidade do planeta, o que nos diz se é provavelmente rochoso, gasoso ou gelado.

O modelo de computador que Kipping desenvolveu, juntamente com Dimitar Sasselov de Harvard e David Spiegel de Princeton, permite com que um astrónomo insira esses números da massa e raio e, sabendo a densidade, descobrir se um planeta - em particular, uma super-Terra - tem uma atmosfera leve mas larga, ou uma atmosfera relativamente pesada mas fina.

Isto é importante porque a atmosfera da Terra é do último tipo - uma camada com 100 km preenchida com nitrogénio, oxigénio, dióxido de carbono, árgon, vapor de água e néon que corresponde a apenas 1,5% do raio da Terra. Nós não sabemos se uma atmosfera espessa constituída principalmente por hidrogénio e hélio - semelhante às atmosferas de Urano e Neptuno, mas mais quente - poderia suportar vida, e por isso as buscas pelo gémeo da Terra podem querer evitar tais mundos.

A maneira como o modelo de Kipping, Sasselov e Spiegel faz uso de um gráfico com a massa do planeta contra o seu raio, e onde um mundo cai nesse diagrama, diz-nos se é rocha sólida, parcialmente líquido ou se tem uma fracção significativa de gás.

"Existe uma gama completa de modelos para a construção de super-Terras," afirma Kipping. "Podem ser compostos por ferro, por silicato, por água, ou por uma mistura destes elementos."

No entanto, quando um planeta transita uma estrela, não só o corpo sólido do planeta bloqueia alguma da luz estelar, como o mesmo acontece com a sua atmosfera. Ao simplesmente detectar a silhueta do planeta não podemos automaticamente determinar que parte é sólida ou que parte é atmosfera gasosa. O diagrama massa-raio, no entanto, fornece uma maneira de contornar este problema.

Kipping e colegas calcularam limites teóricos para cada tipo de planeta. A condição de limite inferior denota uma super-Terra feita de rocha sólida com um núcleo de ferro e sem uma atmosfera. O limite superior implica um planeta constituído inteiramente por água que, afirma Kipping, é provavelmente impossível - é preciso que haja um núcleo sólido - e, portanto, não podemos obter uma super-Terra menos densa do que um mundo de água (planetas puramente gasosos, pensa-se, não podem existir tão pequenos como super-Terras e até mundos tipo-Neptuno têm um grande núcleo rochoso).

Portanto, se se descobrir um planeta e traçar a sua massa contra o seu raio apenas para descobrir que reside no gráfico acima da linha impossível de água pura, então a única maneira de explicar a sua densidade aparente tendo em conta o seu raio é que deverá ter uma grande atmosfera.

Tais modelos de massa-raio já existem há algum tempo, mas o que torna os modelos de Kipping diferentes é que são baseados numa nova compreensão da física dos materiais colocados sobre enormes pressões que o interior de uma super-Terra imporia sobre eles. Dimitar Sasselov, juntamente com o seu aluno Li Zeng, foi capaz de criar modelos do interior de super-Terras usando novas tecnologias laboratoriais capazes de simular estas pressões.

Eles publicaram o seu estudo na edição de Março de 2013 da revista Publications of the Astronomical Society of the Pacific e o diagrama massa-raio de Kipping será publicado no Monthly Notices da Sociedade Astronómica Real, modelado em torno destas estruturas interiores por Sasselov e Zeng.

O que é que o modelo nos diz sobre as super-Terras que já descobrimos? Kipping, Spiegel e Sasselov concentraram-se em GJ 1214b, um mundo com seis vezes e meia a massa e duas vezes e meia o diâmetro do nosso planeta, que orbita uma anã vermelha a 47 anos-luz de distância.

Antes, o planeta era um puzzle - independentemente do comprimento de onda em que era observado, o tamanho do planeta era sempre o mesmo, o que não deveria acontecer porque uma atmosfera deveria ser mais opaca em certos comprimentos de onda do que noutros. Será que a sua atmosfera era larga e coberta com nuvens grossas e opacas, ou era fina o suficiente para não se notar? A utilização do diagrama de massa-raio resolve a questão.

Impressão de artista do planeta extrasolar GJ 1214b. Crédito: NASA, ESA e D. Aguilar (CfA) (clique na imagem para ver versão maior)

"O nosso método diz que 20% do raio deste planeta é pura atmosfera, o que favorece fortemente a ideia de uma atmosfera muito leve e larga, composta por hidrogénio-hélio e com nuvens no topo," realça Kipping. "Assim, somos capazes de entrar neste debate com estas duas possibilidades e dizer qual é mais provável, apenas com base na simples medição da massa e do raio do planeta."

Outro mundo intrigante é Kepler-22b, que foi o primeiro planeta na zona habitável a ser descoberto pelo Observatório Kepler da NASA. A cerca de 620 anos-luz da Terra, orbita uma estrela parecida com o Sol a uma distância de 0,85 UA (uma UA, ou Unidade Astronómica, é a distância média entre a Terra e o Sol, 149,6 milhões de quilómetros) e tem um diâmetro 2,5 vezes superior ao do nosso planeta.

"Tentámos aplicar a nossa técnica para este planeta, mas infelizmente a medição da massa é muito pobre porque orbita uma estrela muito distante," acrescenta Kipping. "O que descobrimos foi que os dados eram incapazes de dizer, de uma ou de outra maneira, que tipo de planeta é; fica na linha azul [mundo de água], por isso não podemos dizer se é um planeta rochoso com uma grande atmosfera ou um mundo aquático com muito pouca atmosfera."

Infelizmente também acontece o mesmo para o resto dos planetas potencialmente habitáveis descobertos até agora, uma lista que é mantida pelo professor Abel Mendez do Laboratório de Habitabilidade Planetária da Universidade de Porto Rico em Arecibo, na forma do Catálogo de Exoplanetas Habitáveis.

Actualmente residem na lista uma dúzia de planetas, cumprindo os critérios de ser (provavelmente) rochoso e estar na zona habitável da estrela. No entanto, como descobrimos com Kepler-22b, na maioria dos casos a massa ou raio são pouco mais do que estimativas e, como tal, a maioria tende a estar situada nessas condição de limite.

Impressão de artista de Kepler-22b, um planeta que orbita confortavelmente na zona habitável de uma estrela tipo-Sol. Crédito: NASA/Ames/JPL-Caltech (clique na imagem para ver versão maior)

"Os astrónomos estimam a massa ou o raio partindo do pressuposto de que os planetas mais pequenos são mais rochosos em composição e que os planetas perto de dois raios terrestres são mundos de água," afirma Mendez. "Esta parece ser uma boa estimativa para a maioria dos casos, mas existe muita incerteza; por exemplo, Kepler-11f tem pouco mais de duas massas terrestres mas é um gigante gasoso, ao passo que Kepler-20b, com nove vezes a massa da Terra, é rochoso."

O diagrama massa-raio de Kipping faz apenas metade do trabalho. Sem bons dados a nova relação massa-raio está limitada no que pode dizer-nos. Para os planetas do Kepler, são necessárias melhores medições da massa e da velocidade radial, mas isso é complicado uma vez que a maioria das estrelas em torno das quais o Kepler descobre planetas são fracas e distantes.

Para os mundos descobertos por velocidade radial, precisamos de mais sorte em observar os trânsitos para obter o seu diâmetro. A aprovação do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), com lançamento previsto para 2017 e que irá sistematicamente estudar todas as estrelas mais brilhantes do céu por planetas em trânsito é um benefício enorme para o campo de estudo.

Impressão de artista do TESS. Crédito: Equipa do TESS (clique na imagem para ver versão maior)

"A missão TESS promete mudar radicalmente este quadro," afirma Heather Knutson, astrónoma planetária do Instituto de Tecnologia da Califórnia cuja pesquisa é focada na área de atmosferas exoplanetárias. "De momento existem apenas três super-Terras de trânsito adequadas para a caracterização detalhada e todos os três foram observados ou com o Spitzer ou com o Telescópio Hubble, ou ambos. Na era do TESS teremos muitas mais super-Terras do que podemos estudar razoavelmente e o critério de Kipping fornecerá um meio útil para seleccionar alvos que possam ter assinaturas atmosféricas detectáveis."

O lançamento do JWST (James Webb Space Telescope), um ano depois do TESS, irá também aumentar dramaticamente a ciência nascente das investigações atmosféricas de exoplanetas. O JWST, com o seu espelho de 6,5 metros, vais alargar as suas observações até ao infravermelho próximo, perfeito para detectar as assinaturas ténues da água, metano, oxigénio, monóxido de carbono e dióxido de carbono nas atmosferas, o que poderá ser interpretado como bioassinaturas dependendo das suas concentrações. O TESS irá identificar os planetas, o modelo de massa-raio vai decidir quais queremos observar e o JWST vai dizer-nos mais sobre eles. Serão tempos emocionantes e a espera vai ser insuportável para os cientistas. "Nesse momento, quase tudo é possível," exclama Knutson.

Existem muitas variáveis no "fabrico" de um planeta habitável, desde a presença de um campo magnético para proteger a sua atmosfera até à questão de saber se tem placas tectónicas para reciclar carbono. São também necessidades plausíveis: um eixo de rotação estável, uma taxa de impacto moderada e gravidade suficiente.

No entanto, o facto de ter atmosfera, especialmente uma que contenha algum género de efeito de estufa, é um dos mais importantes, essenciais para a manutenção de temperaturas confortáveis que permitam a existência de água líquida à sua superfície. Dito isto, a gama de atmosferas adequadas pode não ser tão estreita quanto possamos pensar.

"Eu não acho que as atmosferas espessas de hidrogénio-hélio descartem a possibilidade de vida nesses planetas, enquanto a pressão na transição superfície/água permite o estado líquido," realça Mendez.

Assim, uma super-Terra com um invólucro espesso de hidrogénio rodeando um núcleo rochoso, profundo, poderá ainda ter condições líquidas a profundidades onde a pressão, de acordo com Mendez, cai abaixo das 10 mil atmosferas, embora, claro, a temperatura também tenha uma palavra a dizer sobre o onde e se este ponto de transição ocorre.

Há ainda outra possibilidade intrigante. Na Terra, as correntes de convecção e os fluxos de ar são fortemente influenciados pelo que está na superfície, sejam oceanos, continentes ou montanhas. Será que um cuidadoso estudo da atmosfera de uma super-Terra pode dizer-nos mais sobre o terreno por baixo, que de outro modo estaria para lá das capacidades dos nossos telescópios?

"Sim, potencialmente, mas a atmosfera teria que ser fina o suficiente para as nossas observações detectarem os fluxos atmosféricos da região perto da superfície," afirma Knutson, que também aponta que uma atmosfera fina será transparente o suficiente para medir espectroscopicamente a superfície do planeta e determinar se existem oceanos, desertos ou até mesmo vida vegetal.

"Quando recebermos todos estes novos super-telescópios no futuro [tais como o TMT (Thirty Meter Telescope), o GMT (Giant Magellan Telescope) e o E-ELT (European Extremely Large Telescope)] seremos capazes de estudar atmosferas tipo-Terra," afirma Kipping. "Em casos especiais poderemos até estudar atmosferas muito pequenas que potencialmente possam abrigar vida."

Mas estamos a meter a carroça à frente dos bois; o novo modelo de massa-raio apenas nos fornece um modo de dizer que os planetas não têm uma atmosfera fina. Se chegarmos à conclusão que uma super-Terra não tem uma atmosfera larga, então poderá valer a pena apontar o JWST para lá e medir o espectro de qualquer atmosfera presente e ver se é parecida com a da Terra.

Impressão de artista do Telescópio Espacial James Webb. Crédito: NASA (clique na imagem para ver versão maior)

"Se estamos realmente à caça de planetas tipo-Terra e o nosso método diz-nos que tem uma atmosfera grande ou larga, então provavelmente estamos a perder tempo," realça. "É uma forma de pesquisar mais eficazmente análogos da Terra."

Com o TESS, o JWST e a próxima geração de telescópios extremamente grandes no horizonte, o novo modelo de Kipping surgiu no momento oportuno. Da maneira como as coisas estão a correr, a próxima década pode ser a década da super-Terra. Todas os indícios apontam para que seja uma época emocionante.

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Notícias relacionadas:
SPACE.com
Artigo científico (formato PDF)

Gliese 667:
Wikipedia
Gliese 667 C (Wikipedia)
Gliese 667 Cc (Wikipedia)
Gliese 667 Cc (Exoplanet.eu)
Gliese 667 Ce (Wikipedia)
Gliese 667 Ce (Exoplanet.eu)
Gliese 667 Cf (Wikipedia)
Gliese 667 Cf (Exoplanet.eu)

Kepler-62:
Wikipedia
Kepler-62e (Wikipedia)
Kepler-62e (Exoplanet.eu)
Kepler-62f (Wikipedia)
Kepler-62f (Exoplanet.eu)

Tau Ceti:
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Tau Ceti e (Wikipedia)

HD 40307:
Wikipedia
HD 40307 g (Wikipedia)
HD 40307 g (Exoplanet.eu)

GJ 1214:
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GJ 1214 b (Wikipedia)
GJ 1214 b (Exoplanet.eu)

Kepler-22:
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Kepler-22b (Wikipedia)
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Planetas extrasolares:
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Lista de planetas não confirmados (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
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Telescópio Espacial Kepler:
NASA (página oficial)
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Mapa das zonas de estudo do Kepler (formato PDF)
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TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite):
NASA
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Telescópio Espacial Spitzer:
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NASA
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Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
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JWST (James Webb Space Telescope):
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ESA
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TMT (Thirty Meter Telescope):
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GMT (Giant Magellan Telescope):
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E-ELT (European Extremely Large Telescope):
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