Recorrendo ao Telescópio Espacial Hubble da NASA, os astrónomos observaram o mais pequeno exoplaneta onde foi detetado vapor de água na atmosfera. Com apenas cerca de duas vezes o diâmetro da Terra, GJ 9827d pode ser um exemplo de potenciais planetas com atmosferas ricas em água noutros locais da nossa Galáxia.

"Esta seria a primeira vez que mostraríamos diretamente, através de uma deteção atmosférica, que estes planetas com atmosferas ricas em água podem realmente existir à volta de outras estrelas", disse Björn Benneke, membro da equipa e do iREx (Instituto Trottier para a Investigação sobre Exoplanetas) da Universidade de Montreal. "Este é um passo importante para determinar a prevalência e diversidade de atmosferas em planetas rochosos".

"A água num planeta tão pequeno é uma descoberta histórica", acrescentou a coinvestigadora principal Laura Kreidberg do Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha. "Estamos mais perto do que nunca de caracterizar mundos verdadeiramente semelhantes à Terra".

No entanto, ainda é muito cedo para dizer se o Hubble mediu espectroscopicamente uma pequena quantidade de vapor de água numa atmosfera "inchada" rica em hidrogénio, ou se a atmosfera do planeta é maioritariamente feita de água, deixada para trás depois de uma atmosfera primitiva de hidrogénio/hélio se ter evaporado sob a radiação estelar.

"O nosso programa de observação, liderado pelo investigador principal Ian Crossfield da Universidade do Kansas em Lawrence, Kansas, foi concebido especificamente com o objetivo não só de detetar as moléculas na atmosfera do planeta, mas também de procurar especificamente vapor de água. Qualquer dos resultados seria excitante, quer o vapor de água seja dominante ou apenas uma pequena parte numa atmosfera dominada pelo hidrogénio", disse o autor principal do artigo científico, Pierre-Alexis Roy do iREx da Universidade de Montreal.

"Até agora, não tínhamos sido capazes de detetar diretamente a atmosfera de um planeta tão pequeno. E agora estamos a entrar lentamente neste regime", acrescentou Benneke. "A certa altura, à medida que estudamos planetas mais pequenos, deve haver uma transição em que deixa de haver hidrogénio nestes pequenos mundos e passam a ter atmosferas mais parecidas com a de Vénus (que é dominada pelo dióxido de carbono)."

Dado que o planeta é tão quente como Vénus, com cerca de 400º C, seria definitivamente um mundo inóspito e vaporoso se a atmosfera fosse predominantemente de vapor de água.

Atualmente, a equipa tem dois cenários. Um deles é que o planeta ainda está agarrado a uma atmosfera rica em hidrogénio e com água, o que faz dele um mini-Neptuno. Em alternativa, poderá ser uma versão mais quente da lua de Júpiter, Europa, que tem duas vezes mais água do que a Terra sob a sua crosta". O planeta GJ 9827d pode ser metade água, metade rocha. E haveria muito vapor de água em cima de um corpo rochoso mais pequeno", disse Benneke.

Se o planeta tiver uma atmosfera residual rica em água, então deve ter sido formado mais longe da sua estrela hospedeira, onde a temperatura é fria e há água disponível sob a forma de gelo, do que na sua localização atual. Neste cenário, o planeta teria então migrado para mais perto da estrela e recebido mais radiação. O hidrogénio foi aquecido e escapou, ou está ainda a escapar, da fraca gravidade do planeta. A teoria alternativa é que o planeta se formou perto da estrela quente, com traços de água na sua atmosfera.

O programa Hubble observou o planeta durante 11 trânsitos - eventos no qual o planeta passa em frente da sua estrela - que foram espaçados ao longo de três anos. Durante os trânsitos, a luz da estrela é filtrada através da atmosfera do planeta e tem a impressão digital espetral das moléculas de água. Se houver nuvens no planeta, estão suficientemente baixas na atmosfera para não esconderem completamente a visão do Hubble da atmosfera, e o telescópio espacial é capaz de sondar o vapor de água acima das nuvens.

"A observação da água é uma porta de entrada para descobrir outras coisas", disse Thomas Greene, astrofísico do Centro de Investigação Ames da NASA, em Silicon Valley, no estado norte-americano da Califórnia. "Esta descoberta do Hubble abre a porta ao futuro estudo deste tipo de planetas pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA. O JWST pode ver muito mais com observações adicionais no infravermelho, incluindo moléculas de carbono como o monóxido de carbono, o dióxido de carbono e o metano. Quando tivermos um inventário total dos elementos de um planeta, podemos compará-los com a estrela que orbita e compreender como se formou".

GJ 9827d foi descoberto pelo telescópio espacial Kepler da NASA em 2017. Completa uma órbita em torno de uma estrela anã vermelha a cada 6,2 dias. A estrela, GJ 9827, situa-se a 97 anos-luz da Terra, na direção da constelação de Peixes.

// NASA (comunicado de imprensa)
// ESA (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// ESA/Hubble (comunicado de imprensa)
// iREx - Instituto Trottier para a Investigação sobre Exoplanetas (comunicado de imprensa)
// Universidade de Montreal (comunicado de imprensa)
// Instituto Max Planck de Astronomia (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
// Artigo científico (arXiv.org)

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