Na busca por vida extraterrestre, faz sentido procurar, em primeiro lugar, planetas rochosos com atmosfera, como a Terra. Sem atmosfera, um planeta não pode ter água à superfície. Mas, dos mais de 6300 exoplanetas catalogados até agora, a grande maioria não é rochosa, e apenas um punhado dos mundos rochosos parece ter atmosfera.

Num estudo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters, um grupo liderado pelo cientista Brandon Park Coy, da Universidade de Chicago, dá conta de mais um: uma super-Terra a 154 anos-luz de distância, na direção da constelação de Peixes. Denominado HD 3167 b, este "mundo de lava" extremamente quente dá uma volta completa à sua estrela hospedeira em apenas um dia terrestre.

"O que é tão surpreendente é que, quanto mais próximo um planeta rochoso orbita a sua estrela, mais difícil deveria ser ter uma atmosfera, porque é bombardeado pelo vento estelar e recebe mais fotões altamente energéticos da estrela. Mas parece que muitos destes mundos de lava têm", explicou Edwin Kite, professor associado de ciências geofísicas da Universidade de Chicago e coautor do estudo. "Estes planetas são demasiado quentes para abrigar vida, mas, ao estudá-los, podemos tirar conclusões sobre os processos que são importantes para outros mundos rochosos".

Coy, estudante de doutoramento do grupo de Kite e primeiro autor do estudo, descreve por que razão as atmosferas nos chamados "mundos de lava" são importantes, como descobriram este exoplaneta e quais são os próximos passos.

O Telescópio Espacial James Webb está a ser utilizado para determinar se os planetas que orbitam estrelas muito mais pequenas do que o Sol possuem atmosferas. Parece que a maioria desses planetas terrestres não as possui - são apenas rocha nua.

Mas, surpreendentemente, foram encontrados indícios de que a maioria dos mundos de lava - semelhantes em composição à Terra e a Vénus, mas muito, muito mais quentes - poderá ter atmosferas. Cinco planetas terrestres com atmosferas, incluindo o descrito neste estudo, revelaram-se ultraquentes.

Este planeta, no entanto, é o mundo de lava mais frio encontrado até agora com indícios de uma atmosfera. Isto é interessante porque os cientistas a tentar compreender a transição de temperatura entre planetas com e sem atmosferas.

Este resultado é o primeiro de um programa liderado por Megan Weiner Mansfield, que se encontra agora na Universidade de Maryland. O objetivo do programa, que está a analisar 10 mundos de lava ultraquentes, é verificar se existe uma temperatura crítica acima da qual se começam a observar planetas com atmosferas.

Como se pode determinar se um exoplaneta tem uma atmosfera?

Atualmente, observar diretamente planetas semelhantes à Terra em busca de sinais de vida está fora do nosso alcance. Em vez disso, podemos utilizar o Telescópio Webb para detetar luz no infravermelho médio, a fim de estimar a temperatura dos exoplanetas, o que nos pode indicar se estes poderão ter atmosferas.

Existem duas formas principais de estudar exoplanetas. Uma é chamada de trânsito, que ocorre quando o planeta passa à frente da estrela hospedeira. Outra, chamada de eclipse secundário - que é o método utilizado neste estudo -, ocorre quando o planeta passa por trás da sua estrela, permitindo-nos medir a quantidade de luz perdida. Essa diferença indica-nos quanta luz no infravermelho médio provém do próprio planeta, o que, essencialmente, nos diz qual é a temperatura do planeta.

Se um planeta não tiver atmosfera, o seu lado diurno, voltado para a estrela, deverá estar tão quente quanto teoricamente possível, com base na refletividade da sua superfície e na sua distância da estrela. Mas uma atmosfera ajudaria a redistribuir o calor do lado diurno para o lado noturno. Vemos isto acontecer em Vénus - quase não há diferença na temperatura da superfície entre o lado diurno e o noturno, nem entre os polos e o equador. Se um planeta tiver uma atmosfera, poderá também ter nuvens que refletem a luz estelar recebida e arrefecem o lado diurno. Assim, se o lado diurno de um planeta for mais frio do que o máximo possível, é provável que tenha uma atmosfera.

O objeto deste estudo, HD 3167 b, é visivelmente mais frio do que o seu máximo previsto, o que constitui uma forte evidência de que possui uma atmosfera.

Qual a composição da atmosfera de HD 3167 b?

Estes "mundos de lava" recebem este nome porque a superfície voltada para a sua estrela é provavelmente rocha derretida. Pensa-se que HD 3167 b possa ter uma composição rica em silicatos, com uma mistura de minerais semelhante à que constitui o manto da Terra. Antes deste estudo, esperava-se que qualquer atmosfera nestes planetas ultraquentes fosse composta por rocha vaporizada, mas os astrónomos estão a começar a ver indícios de que alguns possam ter gases mais pesados, como dióxido de carbono, monóxido de carbono ou água nas suas atmosferas.

A composição da atmosfera de HD 3167 b ainda é uma incógnita. Essa é uma das razões pelas quais estão tão interessados em obter novas observações.

A importância deste resultado

Uma vez que os outros quatro mundos de lava nos quais se descobriu a existência de atmosferas se encontram num regime ultraquente, isso levanta questões sobre se existe uma temperatura crítica de transição a partir da qual as atmosferas de silicatos começam a tornar-se muito densas. Existirá uma temperatura em que estes planetas formam camadas de nuvens de silicatos que possam refletir a radiação recebida para o espaço e arrefecer o seu lado diurno? Este planeta relativamente mais frio ajuda a melhor caracterizar e a definir com precisão essa transição.

Apesar de serem inóspitos para a vida, também há interesse em estudar este tipo de planetas porque pensa-se que a Terra primitiva possa ter-se assemelhado bastante a um mundo de lava. Acreditamos que, numa fase muito inicial da história do Sistema Solar, quando os planetas terrestres se formaram, estes estavam extremamente quentes devido à energia proveniente de todas as colisões de planetesimais. A Terra passou por aquilo a que se chama a fase do "oceano de magma", com uma superfície inteiramente líquida. Este resultado dá-nos uma perspetiva para estudar como terão sido as condições nos primeiros milhões de anos da Terra.

// Universidade de Chicago (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)

Quer saber mais?

HD 3167 b:
NASA
ipac
Exoplanet.eu
Wikipedia

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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