CERCA DE METADE DAS ESTRELAS PARECIDAS COM O SOL PODEM HOSPEDAR PLANETAS ROCHOSOS E POTENCIALMENTE HABITÁVEIS 3 de novembro de 2020
Impressão de artista de Kepler-186f, o primeiro planeta do tamanho da Terra validado, em órbita de uma estrela distante, na sua zona habitável.
Crédito: NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle
Desde que os astrónomos confirmaram a presença de planetas para lá do nosso Sistema Solar, chamados exoplanetas, que a humanidade se pergunta quantos podem abrigar vida. Agora, estamos um pouco mais perto de encontrar a resposta. De acordo com uma nova investigação usando dados da missão Kepler da NASA, cerca de metade das estrelas semelhantes em temperatura com o nosso Sol podem ter um planeta rochoso capaz de suportar água líquida à sua superfície.
A nossa Galáxia possui cerca de 300 milhões destes mundos potencialmente habitáveis, com base nos resultados de um estudo divulgado a semana passada e que será publicado na revista The Astronomical Journal. Alguns destes exoplanetas podem até ser nossos vizinhos interestelares, com quatro potencialmente a 30 anos-luz do nosso Sol e o mais próximo provavelmente a cerca de 20 anos-luz.
Esta investigação ajuda-nos a entender o potencial destes planetas em ter os elementos para sustentar a vida. Esta é uma parte essencial da astrobiologia, o estudo das origens e do futuro da vida no nosso Universo.
O estudo é da autoria de cientistas da NASA que trabalharam na missão Kepler ao lado de colaboradores de todo o mundo. A NASA reformou o telescópio espacial em 2018, depois de ter ficado sem combustível. Nove anos de observações do telescópio revelaram que existem milhares de milhões de planetas na nossa Galáxia - mais planetas do que estrelas.
"O Kepler já nos disse que existem milhares de milhões de planetas, mas agora sabemos que uma boa parte desses planetas podem ser rochosos e habitáveis," disse o autor principal Steve Bryson, investigador do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Silicon Valley, no estado norte-americano da Califórnia. "Embora este resultado esteja longe de ser um valor final, e a água à superfície de um planeta seja apenas um dos muitos fatores que sustentam a vida, é extremamente emocionante calcular que estes mundos são tão comuns com tanta confiança e precisão."
Para fins de cálculo desta taxa de ocorrência, a equipa analisou exoplanetas com raios entre 0,5 e 1,5 vezes o da Terra, focando-se em planetas que são provavelmente rochosos. Também se debruçaram em estrelas semelhantes ao nosso Sol em idade e temperatura, com uma diferença (mais quentes ou mais frias) de 800º C.
Trata-se de uma ampla gama de estrelas diferentes, cada uma com as suas próprias propriedades particulares, influenciando se os planetas rochosos em órbita são capazes de suportar água líquida. Estas complexidades são, em parte, o motivo pelo qual é tão difícil calcular quantos planetas potencialmente habitáveis existem, especialmente quando até os nossos telescópios mais poderosos mal conseguem detetar estes planetas pequenos. É por isso que a equipa de investigação adotou uma nova abordagem.
Repensando como identificar a habitabilidade
Esta nova descoberta é um passo significativo em direção à missão original do Kepler de entender quantos mundos potencialmente habitáveis existem na nossa Galáxia. Estimativas anteriores da frequência, também conhecida como taxa de ocorrência, de tais planetas ignoravam a relação entre a temperatura das estrelas e os tipos de luz emitidos pela estrela e absorvidos pelo planeta.
A nova análise é responsável por estas relações e fornece uma compreensão mais completa de se um determinado planeta pode ser capaz ou não de suportar água líquida e, potencialmente, vida. Esta abordagem é possível combinando o conjunto final de dados do Kepler de sinais planetários com dados sobre a produção energética de cada estrela recolhidos pela missão Gaia da ESA.
"Sempre soubemos que para definir a habitabilidade simplesmente em termos da distância física de um planeta a uma estrela, para que não fosse muito quente ou frio, tínhamos que fazer muitas suposições," disse Ravi Kopparapu, autor do artigo e cientista do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, EUA. "Os dados estelares do Gaia permitiram-nos olhar para estes planetas e para as suas estrelas de uma maneira totalmente nova."
O Gaia forneceu informações sobre a quantidade de energia que cai num planeta da estrela com base no fluxo estelar, ou a quantidade total de energia que é emitida numa determinada área durante um determinado espaço de tempo. Isto permitiu que os cientistas abordassem a sua análise de uma forma que reconheceu a diversidade das estrelas e sistemas solares na nossa Galáxia.
"Nem todas as estrelas são iguais," disse Kopparapu. "E nem todos os planetas."
Embora o efeito exato ainda esteja a ser investigado, a atmosfera de um planeta também entra no cálculo da quantidade de luz necessária para permitir água líquida à superfície. Usando uma estimativa conservadora do efeito da atmosfera, os investigadores estimaram uma taxa de ocorrência de aproximadamente 50% - ou seja, cerca de metade das estrelas semelhantes ao Sol têm planetas rochosos capazes albergar água líquida à superfície. Uma definição alternativa otimista da zona habitável estima cerca de 75%.
O legado do Kepler ajuda a investigações futuras
Este resultado baseia-se num longo legado de trabalho de análise dados do Kepler para obter uma taxa de ocorrência e prepara o terreno para futuras observações de exoplanetas informadas por quão comuns esperamos que estes mundos rochosos e potencialmente habitáveis sejam. As investigações futuras vão continuar a refinar esta percentagem, informando a probabilidade de encontrar estes tipos de planetas e alimentando os planetas para os próximos estágios de investigação exoplanetária, incluindo telescópios futuros.
"Saber quão comuns são os diferentes tipos de planetas é de muito alto valor para os próximos projetos de descoberta exoplanetária," disse a coautora Michelle Kunimoto, que trabalhou neste artigo após terminar o seu doutoramento em taxas de ocorrência exoplanetária na Universidade da Columbia Britânica, e que recentemente se juntou à equipa do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) no MIT (Massachusetts Institute of Technology) em Cambridge. "Os levantamentos dedicados a planetas pequenos e potencialmente habitáveis em torno de estrelas parecidas com o Sol vão depender de resultados como estes para maximizar as suas chances de sucesso."
Depois de revelar mais de 2800 planetas confirmados para lá do nosso Sistema Solar, os dados recolhidos pelo telescópio espacial Kepler continuam a produzir novas descobertas importantes sobre o nosso lugar no Universo. Embora o campo de visão do Kepler cobrisse apenas 0,25% do céu, a área coberta por uma mão à distância do braço esticado, os seus dados permitiram que os cientistas extrapolassem o que os dados da missão significam para o resto da Galáxia. Esse trabalho continua com o TESS, o atual telescópio de caça exoplanetária da NASA.
"Para mim, este resultado é um exemplo do que já conseguimos descobrir com apenas aquele vislumbre para lá do nosso Sistema Solar," disse Bryson. "O que vemos é que a nossa Galáxia é fascinante, com mundos fascinantes e alguns que podem não ser muito diferentes do nosso."
Esta ilustração mostra o possível aspeto do planeta Kepler-452b, o primeiro mundo parecido com a Terra a ser encontrado na zona habitável de uma estrela parecida com o Sol.
Crédito: NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle
Ilustração que representa o legado do telescópio espacial Kepler da NASA. Após nove anos no espaço profundo a recolher dados que revelaram que o nosso céu noturno está repleto de milhares de milhões de planetas escondidos - mais planetas do que estrelas - o telescópio espacial Kepler da NASA ficou sem combustível necessário para realizar mais operações científicas em 2018.
Crédito: NASA/Centro de Pesquisa Ames/W. Stenzel/D. Rutter
