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Alguns exoplanetas gelados podem ter oceanos habitáveis e géisers
5 de janeiro de 2024
 

A sonda Cassini da NASA capturou esta imagem de Encélado no dia 30 de novembro de 2010. São claramente visíveis os jatos emanados da superfície.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI
 
     
 
 
 

Um estudo da NASA alargou a procura por vida para lá do nosso Sistema Solar, indicando que 17 exoplanetas poderão ter oceanos de água líquida, um ingrediente essencial para a vida, por baixo das suas conchas geladas. A água destes oceanos pode, ocasionalmente, entrar em erupção através da crosta de gelo sob a forma de géiseres. A equipa científica calculou a atividade dos possíveis géiseres nestes exoplanetas, a primeira vez que tais estimativas foram feitas. Foram identificados dois exoplanetas suficientemente próximos para que os sinais destas erupções possam ser observados com telescópios.

A procura por vida noutros locais do Universo centra-se normalmente nos exoplanetas que se encontram na "zona habitável" de uma estrela, uma distância em que as temperaturas permitem a persistência de água líquida nas suas superfícies. No entanto, é possível que um exoplaneta demasiado distante e frio ainda tenha um oceano por baixo de uma crosta de gelo, caso tenha suficiente aquecimento interno. É o caso de Europa, uma lua de Júpiter, e Encélado, uma lua de Saturno, pois têm oceanos subsuperficiais que são aquecidos pelas marés resultantes da atração gravitacional do respetivo planeta e das luas vizinhas.

Estes oceanos subsuperficiais podem conseguir albergar vida se tiverem outros requisitos, como o fornecimento de energia, bem como elementos e compostos utilizados em moléculas biológicas. Na Terra, ecossistemas inteiros desenvolvem-se na escuridão total do fundo dos oceanos, perto de fontes hidrotermais que fornecem energia e nutrientes.

"As nossas análises preveem que estes 17 mundos podem ter superfícies cobertas de gelo, mas recebem aquecimento interno suficiente, do decaimento de elementos radioativos e das forças de maré das suas estrelas hospedeiras, para manter oceanos internos", disse a Dra. Lynnae Quick do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. "Graças à quantidade de aquecimento interno que sofrem, todos os planetas do nosso estudo podem também apresentar erupções criovulcânicas sob a forma de plumas semelhantes a géiseres." Quick é a autora principal de um artigo científico sobre esta investigação, publicado no dia 4 de outubro na revista The Astrophysical Journal.

A equipa analisou as condições de 17 exoplanetas confirmados que têm aproximadamente a dimensão da Terra, mas são menos densos, o que sugere que podem ter quantidades substanciais de gelo e água em vez de rocha mais densa. Embora as composições exatas dos planetas permaneçam desconhecidas, as estimativas iniciais das suas temperaturas à superfície, obtidas por estudos anteriores, indicam que são muito mais frios do que a Terra, o que sugere que as suas superfícies poderão estar cobertas de gelo.

O estudo melhorou as estimativas da temperatura superficial de cada exoplaneta, recalculando-as usando como modelos o brilho conhecido da superfície e outras propriedades de Europa e Encélado. A equipa também estimou o aquecimento interno total nestes exoplanetas, utilizando a forma da órbita de cada exoplaneta para obter o calor gerado pelas marés e somando-o ao calor esperado da radioatividade. As estimativas da temperatura da superfície e do aquecimento total forneceram a espessura da camada de gelo para cada exoplaneta, uma vez que os oceanos arrefecem e congelam à superfície enquanto são aquecidos a partir do interior. Por fim, compararam estes valores com os de Europa e utilizaram os níveis estimados de atividade dos géiseres em Europa como uma base conservadora para estimar a atividade dos possíveis géiseres nos exoplanetas.

Preveem que as temperaturas à superfície sejam mais frias (menos cerca de 33 graus Celsius do que as estimativas anteriores). A espessura estimada da camada de gelo variou entre cerca de 58 metros para Proxima Centauri b, 1,6 quilómetros para LHS 1140 b e até 38,6 quilómetros para MOA 2007 BLG 192Lb, em comparação com a média estimada de quase 29 quilómetros para Europa. A atividade estimada dos géiseres vai de apenas cerca de 8 kg/s em Kepler 441b, passando para 290.000 kg/s em LHS 1140 b e 6.000.000 kg/s para Proxima Centauri b, em comparação com Europa com 2000 kg/s.

"Uma vez que os nossos modelos preveem que os oceanos podem ser encontrados relativamente perto das superfícies de Proxima Centauri b e LHS 1140 b, e que a sua taxa de atividade dos géiseres pode exceder a de Europa em centenas a milhares de vezes, os telescópios têm maior probabilidade de detetar atividade geológica nestes planetas", disse Quick, que apresentou esta investigação no passado dia 12 de dezembro na reunião da União Geofísica Americana em São Francisco, Califórnia.

Esta atividade pode ser observada quando o exoplaneta passa em frente da sua estrela. Certas cores da luz estelar podem ser escurecidas ou bloqueadas pelo vapor de água dos géiseres. "Deteções esporádicas de vapor de água, em que a quantidade de vapor de água detetada varia com o tempo, sugerem a presença de erupções criovulcânicas", disse Quick. A água pode conter outros elementos e compostos que podem revelar se é capaz de suportar vida. Uma vez que os elementos e compostos absorvem a luz em cores específicas, a análise da luz das estrelas permitiria aos cientistas determinar a composição do géiser e avaliar o potencial de habitabilidade do exoplaneta.

Para planetas como Proxima Centauri b, que não transitam as suas estrelas do nosso ponto de vista, a atividade dos géiseres pode ser detetada por telescópios potentes, capazes de medir a luz que o exoplaneta reflete enquanto orbita a sua estrela. Os géisers expeliriam partículas geladas para a superfície, o que faria com que o exoplaneta parecesse muito brilhante e refletivo.

// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)

 


Quer saber mais?

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

Proxima Centauri b:
NASA
Exoplanet.eu
Wikipedia

LHS 1140 b:
NASA
Exoplanet.eu
Wikipedia

MOA 2007 BLG 192Lb:
NASA
Exoplanet.eu
Wikipedia

Zona habitável:
Wikipedia
Simulador de zonas habitáveis (Universidade do Nebraska-Lincoln)

Habitabilidade planetária:
Wikipedia

Criovulcanismo:
Wikipedia

Europa:
CCVAlg - Astronomia
NASA
Wikipedia

Encélado:
Solarviews
Wikipedia

 
   
 
 
 
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