Uma equipa internacional que inclui a Universidade de Berna (UNIBE) e a Universidade de Genebra (UNIGE), membros do NCCR PlanetS (National Centre of Competence in Research PlanetS), conseguiu, pela primeira vez, mapear o clima de exoplanetas rochosos com massas semelhantes às da Terra. Este importante avanço baseia-se em observações contínuas realizadas com o Telescópio Espacial James Webb. Os dois planetas estudados pertencem ao icónico sistema planetário TRAPPIST-1, descoberto há dez anos. Este sistema de sete planetas é um laboratório para os cientistas que estudam a vida no Universo, particularmente em torno de estrelas anãs vermelhas. Os dois planetas não parecem ter atmosferas, uma vez que as observações revelam diferenças de temperatura entre o dia e a noite superiores a 500 graus Celsius. Os resultados foram publicados na revista Nature Astronomy.

As estrelas anãs vermelhas - mais frias e mais pequenas do que o nosso Sol - constituem mais de 75% das estrelas da nossa Galáxia. Os astrónomos demonstraram que planetas pequenos, semelhantes à Terra, são comuns em torno deste tipo de estrela. Consequentemente, a questão do aparecimento da vida nestes mundos, tão diferentes do nosso, rapidamente se tornou uma questão central.

Entre os sistemas planetários descobertos em torno de anãs vermelhas, TRAPPIST-1, que celebra este ano o seu décimo aniversário, ocupa um lugar de destaque na investigação científica. Os astrónomos assinalaram este aniversário com uma campanha de observação utilizando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), centrando-se nos dois planetas mais interiores do sistema, TRAPPIST-1 b e TRAPPIST-1 c. Estas observações contínuas descartaram a hipótese de atmosferas densas nos dois planetas, confirmando que as condições adversas em torno destas estrelas podem influenciar a evolução planetária.

"O sistema TRAPPIST-1 é incrível! Sete planetas, alguns com massas semelhantes à da Terra, orbitam a mesma estrela. Pelo menos três planetas situam-se na zona habitável da estrela, onde as temperaturas à superfície permitiriam a presença de água líquida. É o campo de estudo perfeito para a planetologia comparativa, desvendando os mistérios deste tipo de planeta e testando as nossas hipóteses sobre o desenvolvimento da vida em torno destas estrelas", entusiasma-se Emeline Bolmont, professora no Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências, diretora do CVU (Centre for Life in the Universe) da UNIGE e coautora do estudo.

Bombardeamentos de energia

Embora as estrelas anãs vermelhas e os seus planetas sejam comuns na nossa Galáxia, a sua habitabilidade não está necessariamente garantida. Em primeiro lugar, estas estrelas são muito ativas e bombardeiam os seus planetas com radiação ultravioleta intensa e fluxos de partículas energéticas, o que poderia corroer as suas atmosferas e erradicar qualquer forma de vida que pudesse existir.

Em segundo lugar, os planetas na zona habitável de uma anã vermelha orbitam muito perto da sua estrela, e as forças de maré sincronizam a sua rotação com o seu período orbital, tal como acontece com a Lua e a Terra. Estes planetas completam, portanto, uma rotação em torno do seu eixo ao mesmo tempo que orbitam a sua estrela. O resultado é um dia permanente num lado e uma noite permanente no outro.

"A presença de uma atmosfera em torno destes planetas com acoplamento de marés poderia permitir a transferência de energia entre os lados diurno e noturno, resultando em temperaturas mais moderadas em todo o planeta, o que teria um impacto significativo na sua potencial habitabilidade", acrescenta Brice-Olivier Demory, professor e diretor do CSH (Center for Space and Habitability) da UNIBE, coautor do estudo. "Detetar com sucesso a atmosfera de um destes planetas tornou-se, portanto, um objetivo fundamental para a nossa comunidade, destacando a importância do sistema TRAPPIST-1 com o JWST", explica.

Sessenta horas de observações de TRAPPIST-1

As observações com o JWST envolveram a observação contínua dos dois planetas mais próximos da estrela, e, portanto, mais expostos à sua influência, em luz infravermelha ao longo de uma órbita completa. Estas 60 horas de observações permitiram aos cientistas, pela primeira vez, mapear o clima de planetas do tamanho da Terra. Ao medir o fluxo de luz proveniente de TRAPPIST-1 e dos planetas "b" e "c", os astrónomos conseguiram determinar as temperaturas superficiais de ambos os planetas com grande precisão, tanto no lado diurno como no lado noturno.

TRAPPIST-1 b e TRAPPIST-1 c apresentam uma diferença significativa de temperatura entre os seus dois hemisférios. Durante o dia, as temperaturas superficiais dos dois planetas ultrapassam os 200° C e os 100° C, respetivamente, enquanto as noites são mergulhadas em temperaturas gélidas abaixo dos -200° C. Este enorme contraste sugere uma falta de redistribuição de energia entre os dois lados dos planetas e, consequentemente, a ausência de atmosferas. Se os dois planetas possuíam atmosferas durante a sua formação, estas foram completamente eliminadas pelas condições extremas impostas pela sua estrela.

A busca continua

A ausência de uma atmosfera densa nos dois planetas interiores do sistema TRAPPIST-1 apoia a hipótese de que a radiação intensa e as ejeções energéticas das anãs vermelhas desempenham um papel significativo na evolução dos planetas em torno deste tipo de estrela.

E quanto aos planetas ligeiramente mais distantes, localizados na zona habitável? O Telescópio Webb está atualmente a observar o planeta "e" do sistema, que se encontra dentro da zona habitável da estrela - a região onde pode existir água líquida na superfície.

"TRAPPIST-1 serve como sistema de referência. Os nossos modelos teóricos mostram que os planetas mais externos do sistema TRAPPIST-1 podem possuir uma atmosfera, apesar desta ausência nos dois planetas interiores. Isto é semelhante a Mercúrio, o planeta mais próximo do nosso Sol, que não tem atmosfera, enquanto Vénus e a Terra mantiveram as suas. Estamos ansiosos por continuar a exploração do sistema TRAPPIST-1!", conclui Emeline Bolmont.

// Universidade de Genebra (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

Quer saber mais?

Sistema TRAPPIST-1:
ipac/Caltech/NASA
Wikipedia
Open Exoplanet Catalogue
TRAPPIST-1 b (NASA)
TRAPPIST-1 b (Wikipedia)
TRAPPIST-1 b (Exoplanet.eu) 
TRAPPIST-1 c (NASA)
TRAPPIST-1 c (Wikipedia) 
TRAPPIST-1 c (Exoplanet.eu)
TRAPPIST-1 d (NASA)
TRAPPIST-1 d (Wikipedia)
TRAPPIST-1 d (Exoplanet.eu)
TRAPPIST-1 e (NASA)
TRAPPIST-1 e (Wikipedia)
TRAPPIST-1 e (Exoplanet.eu)
TRAPPIST-1 f (NASA)
TRAPPIST-1 f (Wikipedia)
TRAPPIST-1 f (Exoplanet.eu)
TRAPPIST-1 g (NASA)
TRAPPIST-1 g (Wikipedia)
TRAPPIST-1 g (Exoplanet.eu)
TRAPPIST-1 h (NASA)
TRAPPIST-1 h (Wikipedia)
TRAPPIST-1 h (Exoplanet.eu)

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

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