INVESTIGADORES CALCULAM EXISTÊNCIA DE PLANETAS NA ZONA HABITÁVEL DA MAIOR PARTE DAS ESTRELAS
20 de março de 2015
Os astrónomos já descobriram quase 2000 exoplanetas na nossa Galáxia e muitos deles encontram-se em sistemas múltiplos em órbita de uma estrela hospedeira. Ao analisarem estes sistemas planetários, investigadores da Universidade Nacional da Austrália e do Instituto Niels Bohr em Copenhaga calcularam probabilisticamente o número de estrelas na Via Láctea com planetas na zona habitável. Os cálculos mostram que milhares de milhões de estrelas na Via Láctea têm entre 1 e 3 planetas na zona habitável, onde existe o potencial para água líquida e existência de vida. Os resultados foram publicados na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Com o satélite Kepler da NASA, os astrónomos descobriram cerca de 1000 planetas em torno de estrelas da Via Láctea e descobriram também cerca de 3000 outros candidatos a planeta. Muitas das estrelas têm sistemas planetários com 2-6 planetas, mas as estrelas podem muito bem ter mais planetas do que aqueles observados pelo Kepler, que é mais adequado para encontrar planetas grandes que orbitam relativamente perto das suas estrelas.
Os planetas que orbitam perto das suas estrelas são demasiado quentes para albergar vida, por isso a fim de descobrirem quais os sistemas planetários que podem também ter planetas na zona habitável com o potencial de água no estado líquido e vida, um grupo de investigadores da Universidade Nacional da Austrália e do Instituto Neils Bohr em Copenhaga fez cálculos com base numa nova versão de um método com 250 anos chamado lei de Titius-bode.
Calculando posições planetárias
A lei de Titius-bode foi formulada por volta de 1770 e calculou corretamente a posição de Urano antes mesmo de ter sido descoberto. A lei afirma a existência de uma certa relação entre os períodos orbitais dos planetas num sistema planetário. Assim, a relação entre o período orbital do primeiro e do segundo planeta é a mesma entre o segundo e o terceiro e assim por diante. Portanto, se soubéssemos quanto tempo alguns planetas demoram para orbitar o Sol/estrela, podemos calcular quanto tempo outros planetas demoram a completar uma órbita e assim calcular a sua posição no sistema planetário. Também podemos calcular se um planeta está "em falta" na sequência.
"Nós decidimos usar este método para calcular as potenciais posições planetárias em 151 sistemas planetários, onde o satélite Kepler encontrou entre 3 6 e planetas. Em 124 dos sistemas planetários, a lei de Titius-Bode encaixou, tão bem ou melhor do que o nosso próprio Sistema Solar, com as posições dos planetas. Tentámos prever onde poderiam existir mais planetas longínquos. Mas fizemos apenas cálculos para planetas onde existe uma boa hipótese de os observarmos com o Kepler" explica Steffen Kjær Jacobsen, estudante de doutoramento do grupo de pesquisa do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhaga.
Em 27 dos 151 sistemas planetários, os planetas observados não encaixam, à primeira vista, com a lei de Titius-Bode. Então, tentaram colocar planetas no "padrão" para onde os planetas deviam estar localizados. Acrescentaram os planetas que pareciam estar "em falta" entre os planetas já conhecidos e também acrescentaram um planeta extra no sistema para lá do planeta mais exterior conhecido. Desta forma, previram um total de 228 planetas nos 151 sistemas planetários.
"De seguida, fizemos uma lista de prioridades focada em 77 planetas de 40 sistemas planetários, porque têm uma alta probabilidade de fazer um trânsito, para que os possamos ver com o Kepler. Nós incentivámos outros investigadores a procurá-los. Se forem encontrados, é uma indicação de que a teoria resiste," explica Steffen Kjær Jacobsen.
Planetas na zona habitável
Os planetas que orbitam muito perto da estrela são demasiado quentes para ter água líquida e vida, e os planetas que estão muito longe da estrela são muito frios, mas a zona habitável intermédia, onde existe um potencial para água líquida e vida, não é uma distância fixa. A zona habitável de um sistema planetário é diferente de estrela para estrela, dependendo do seu tamanho e brilho.
Os cientistas avaliaram o número de planetas na zona habitável com base nos planetas extra adicionados aos 151 sistemas planetários segundo a lei de Titius-Bode. O resultado foi entre 1 a 3 planetas na zona habitável para cada sistema planetário.
Destes 151 sistemas planetários, os astrónomos fizeram já uma verificação adicional em 31 sistemas onde já tinham encontrado planetas na zona habitável ou onde seria apenas necessário um planeta extra para cumprir os requisitos.
"Nestes 31 sistemas, os nossos cálculos mostram uma média de dois planetas na zona habitável. De acordo com as estatísticas e as indicações que temos, uma boa parte dos planetas na zona habitável são rochosos, onde poderá existir água no estado líquido e vida," explica Steffen Kjær Jacobsen.
Se de seguida alargarmos os cálculos ainda mais para o espaço, isso significaria que só na nossa Galáxia, a Via Láctea, podem existir milhares de milhões de estrelas com planetas na zona habitável, onde poderá existir água líquida e vida.
Jacobsen afirma que o que querem agora fazer é encorajar outros investigadores a estudarem novamente os dados do Kepler para os 40 sistemas planetários que previram estar bem colocados para observações com o satélite Kepler.
O satélite Kepler observa exoplanetas ao medir a curva de luz de uma estrela. Quando um planeta passa em frente da estrela, ocorre uma diminuição do brilho. Se esta diminuição ocorrer regularmente, pode então existir um planeta em órbita da estrela.
Crédito: Universidade Nacional da Austrália e Instituto Niels Bohr
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A ilustração mostra a zona habitável para diferentes tipos de estrelas. A distância da zona habitável depende do tamanho e brilho da estrela. A área verde é a zona habita´vel, onde a água líquida pode existir à superfície de um planeta. A área vermelha é demasiado quente e a área azul é demasiado fria.
Crédito: NASA, Kepler
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Sistemas exoplanetários onde os planetas conhecidos anteriormente estão marcados com pontos azuis, enquanto as zonas vermelhas mostram os planetas previstos pela lei de Titius-Bode tendo em conta a composição dos sistemas planetários. 124 dos sistemas planetários no estudo, com base em dados do satélite Kepler, encaixam com esta fórmula.
Crédito: T. Bovaird, C. H. Lineweaver e S. K. Jacobsen
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