O novo planeta SPECULOOS-3b, descoberto orbitando uma estrela anã ultrafria, provavelmente não possui atmosfera e oferece insights únicos sobre a geologia exoplanetária. Crédito: SciTechDaily.com
Astrônomos descobriram um novo planeta do tamanho da Terra, SPECULOOS-3b, orbitando um planeta frio, Júpiterestrela do tamanho de uma estrela a 55 anos-luz de distância. Ao contrário da Terra, este planeta provavelmente não possui atmosfera devido à intensa radiação proveniente da sua proximidade com a estrela, oferecendo uma visão desobstruída única para o estudo geológico direto da composição e história da sua superfície.
Um novo planeta orbitando uma pequena estrela fria, a apenas 55 anos-luz de distância, foi descoberto por astrônomos do MIT, da Universidade de Liège e de outros lugares. Embora o exoplaneta próximo seja semelhante à Terra em tamanho e composição rochosa, é aí que as semelhanças terminam. A principal diferença é que este novo mundo provavelmente carece de atmosfera.
Em artigo publicado em 15 de maio de 2024, na revista Astronomia da Naturezaos pesquisadores confirmam a detecção de SPECULOOS-3b, um planeta do tamanho da Terra, provavelmente sem ar, que a equipe descobriu usando uma rede de telescópios como parte do projeto SPECULOOS (Search for Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars).
O novo planeta orbita uma anã ultrafria próxima – um tipo de estrela que é menor e mais fria que o Sol. Acredita-se que as estrelas anãs ultrafrias sejam o tipo de estrela mais comum na nossa galáxia, embora também sejam as mais fracas, o que as torna difíceis de detectar no céu noturno.
A anã ultrafria que hospeda o novo planeta tem cerca de um décimo do tamanho e 1.000 vezes mais escura que o Sol. A estrela é mais semelhante em tamanho a Júpiter e é duas vezes mais fria que o sol. No entanto, a estrela anã irradia uma enorme quantidade de energia para a superfície do planeta devido à extrema proximidade do planeta: SPECULOOS-3b circunda a sua estrela em apenas 17 horas. Um ano no novo planeta, então, é mais curto do que um dia na Terra.
Por estar tão perto de sua estrela, o planeta recebe 16 vezes mais radiação por segundo em comparação com a que a Terra recebe do sol. A equipe acredita que uma exposição tão intensa e implacável provavelmente vaporizou qualquer atmosfera que o planeta já existiu, deixando-o como uma bola de rocha sem ar, exposta e empolada.
Se o planeta não tiver atmosfera, os cientistas poderão em breve ser capazes de determinar exatamente que tipo de rochas existem na sua superfície e até mesmo que tipo de processos geológicos moldaram a sua paisagem, como se a crosta do planeta sofreu oceanos de magma, atividade vulcânica e placas tectônicas em seu passado.
“SPECULOOS-3b é o primeiro planeta para o qual podemos considerar avançar no sentido de restringir as propriedades da superfície de planetas além do sistema solar”, diz o co-autor do estudo Julien de Wit, professor associado de ciências planetárias na COM. “Com este mundo, poderíamos basicamente começar a fazer geologia exoplanetária. Quão legal é isso?”
Os co-autores do estudo no MIT incluem os cientistas Benjamin Rackham e Artem Burdanov, juntamente com o autor principal Michel Gillon, da Universidade de Liège, e colegas de instituições colaboradoras e observatórios em todo o mundo.
SPECULOOS-3b é um planeta próximo, do tamanho da Terra, que pode não ter atmosfera. Foi descoberto usando uma rede de telescópios como parte do projeto SPECULOOS (Search for Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars). Na foto está o telescópio MIT Artemis, parte da rede SPECULOOS. Crédito: D. Padrón
Alinhando
Os astrônomos observaram os primeiros indícios do novo planeta em 2021, com observações feitas pelo SPECULOOS – uma rede de seis telescópios robóticos de 1 metro (quatro no Hemisfério Sul e dois no Hemisfério Norte) que observam continuamente o céu em busca de sinais de planetas orbitando estrelas anãs ultrafrias. SPECULOOS é o projeto principal da pesquisa TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope-South), que descobriu sete planetas terrestres – vários potencialmente habitáveis - em torno de uma pequena estrela fria chamada TRAPPIST-1.
SPECULOOS pretende observar cerca de 1.600 estrelas anãs ultrafrias próximas. Como estas estrelas são pequenas, quaisquer planetas que orbitem e cruzem à sua frente deverão bloquear momentaneamente a sua luz, numa quantidade mais perceptível em comparação com planetas que orbitam em torno de estrelas maiores e mais brilhantes. Estrelas anãs ultrafrias, então, poderiam dar aos astrônomos uma visão melhor de quaisquer planetas que hospedem.
Em 2021, um telescópio da rede SPECULOOS captou alguns sinais inconclusivos de trânsito, em frente de uma estrela anã ultrafria a cerca de 55 anos-luz de distância. Então, em 2022, um monitoramento atento com o telescópio Artemis do MIT mudou o jogo.
“Embora houvesse estruturas nos dados de 2021 que não pareciam convincentes, os dados Artemis de 2022 realmente chamaram a nossa atenção”, lembra Artem Burdanov do MIT, que dirige o Observatório do Norte SPECULOOS. “Começamos a analisar um sinal claro de trânsito nos dados do Artemis, rapidamente decidimos lançar uma campanha em torno desta estrela e então as coisas começaram a se alinhar.”
Em 2021, um telescópio da rede SPECULOOS captou alguns sinais inconclusivos de trânsito, em frente de uma estrela anã ultrafria a cerca de 55 anos-luz de distância. Então, em 2022, um monitoramento atento com o telescópio Artemis do MIT, retratado aqui, mudou o jogo. Crédito: D. Padrón
Escuro como a lua
A equipa concentrou-se na estrela com o telescópio Artemis do MIT, o resto da rede SPECULOOS e vários outros observatórios. As observações multifacetadas confirmaram que a estrela de facto hospedava um planeta, que parecia orbitar a cada 17 horas. A julgar pela quantidade de luz que bloqueava a cada travessia, os cientistas estimam que o planeta tenha aproximadamente o tamanho da Terra.
Eles foram então capazes de estimar certas propriedades da estrela e do planeta com base em análises da luz da estrela feitas por Benjamin Rackham do MIT, que liderou uma campanha usando os telescópios Magalhães no Chile e no NASA Infravermelho Telescope Facility (IRTF) no Havaí para analisar a luz de estrelas anãs ultrafrias próximas.
“Podemos dizer, a partir dos nossos espectros e de outras observações, que a estrela tem uma temperatura de cerca de 2.800 Kelvins, tem cerca de 7 mil milhões de anos – nem muito jovem, nem muito velha – e é moderadamente activa, o que significa que brilha bastante. muito”, diz Rackham. “Achamos que o planeta não deve mais ter uma atmosfera porque ela teria sido facilmente erodida pela atividade da estrela hospedeira, que está basicamente em constante erupção.”
Sem atmosfera, então, o que alguém veria se olhasse para cima a partir da superfície do planeta?
“Se não houvesse atmosfera, não haveria céu azul ou nuvens – seria apenas escuro, como na superfície da lua”, oferece Rackham. “E o ‘sol’ seria uma estrela grande, vermelho-arroxeada, manchada e flamejante, que pareceria cerca de 18 vezes maior do que o sol parece para nós no céu.”
Como o planeta não tem atmosfera e está relativamente próximo, a equipe diz que SPECULOOS-3b é um candidato ideal para estudos de acompanhamento por parte da NASA. Telescópio Espacial James Webb (JWST), que é poderoso o suficiente para analisar a luz da estrela e discernir mais detalhes tanto da estrela quanto do planeta. Com as observações do JWST, a equipe espera conseguir identificar detalhes da superfície do planeta, o que seria uma novidade no campo dos estudos exoplanetários.
“Achamos que o planeta é quase tão quente quanto Vênus, portanto não habitável”, diz Rackham. “Não está quente o suficiente para ter uma superfície de lava. Deve ser uma rocha sólida. Mas dependendo de quão brilhante é essa rocha, ela pode ter ressurgido recentemente devido a placas tectônicas ou atividade vulcânica, ou pode ser um planeta que foi erodido pelo intemperismo espacial e tem uma superfície muito mais escura. No futuro, deveremos ser capazes de distinguir alguns cenários interessantes para a superfície do planeta.”
Para saber mais sobre esta descoberta:
Referência: “Detecção de um tamanho do tamanho da Terra exoplaneta orbitando a estrela anã ultrafria próxima SPECULOOS-3” por Michael Gillon, Peter P. Pedersen, Benjamin V. Rackham, Georgina Dransfield, Elsa Ducrot, Khalid Barkaoui, Artem Y. Burdanov, Urs Schroffenegger, Yilen Gomez Maqueo Chew, Susan M. Lederer , King Alonso, Adam J. Burgasser, Steve B. Howell, Norio Narita, Julien de Wit, Brice-Olivier Demory, Didier Queloz, Amaury HMJ Triaud, Laetitia Delrez, Emmanuel Jehin, Matthew J. Hooton, Lionel J. Garcia, Claudia Jano Munoz, Catriona A. Murray, Francisco J. Pozuelos, Daniel Sebastian, Mathilde Timmermans, Samantha J. Thompson, Sebastian Zuniga-Fernandez, Jesus Olive, Christian Aganze, Peter J. Loved, Thomas Baycroft, Zouhair Benkhaldoun, David Berardo, Emeline Bolmont, Catherine A. Clark, Yasmin T. Davis, Fatemeh Davoudi, Zoë L. de Beaux, Jerome P. de Leon, Masahiro Ikoma, Kai Ikuta, Keisuke Isogai, Izuru Fukuda, Akihiko Fukui, Roman Gerasimov, Mourad Ghachoui, Maximilian N , Samantha Hasler, Yuya Hayashi, Kevin Heng, Renyu Hu, Taiki Kagetani, Yugo Kawai, Kiyoe Kawauchi, Daniel Kitzmann, Daniel DB Koll, Monika Lendl, John H. Livingston, Xintong Lyu, Erik A. Meier Valdés, Mayuko Mori, James J. McCormac, Philip Murgas, Prajwal Niraula, Enric Palle, Ilse Plauchu-Frayn, Rafael Rebolo, Laurence Sabin, Yannick Schackey, Nicole Schanche, Franck Selsis, Alfredo Sota, Manu Stalport, Matthew R. Standing, Keivan G. Stassun, Motohide Tamura, Yuka Terada, Christopher A. Theissen, Martin Turbet, Valerie Van Grootel, Roberto Varas, Noriharu Watanabe e Francis Zong Lang, 15 de maio, Astronomia da Natureza.
DOI: 10.1038/s41550-024-02271-2
Esta pesquisa foi apoiada, em parte, pelo Conselho Europeu de Pesquisa, pela Fundação Simons e pela Fundação Heising-Simons.
