Certos exoplanetas despertam mais o interesse dos cientistas do que outros. Alguns dos mais interessantes são aqueles que ficam na zona habitável de suas estrelas. No entanto, nem todos esses planetas seriam semelhantes à Terra – na verdade, encontrar um planeta do tamanho da Terra já está esticando os limites da maioria dos telescópios caçadores de exoplanetas. Então, a comunidade científica se alegrou quando pesquisadores da Université de Montréal anunciaram que encontraram um exoplaneta na faixa de tamanho da Terra. No entanto, ele parece estar quase totalmente coberto de água, o que o torna mais semelhante a uma versão gigante de Europa, a lua coberta de gelo de Júpiter.
Há muito o que desempacotar no press release que descreve a descoberta. O exoplaneta que eles estudaram é conhecido como LHS 1140b. Ele está localizado a 48 anos-luz de distância na constelação de Cetus, tornando-o um dos exoplanetas mais próximos conhecidos na zona habitável de sua estrela.
Essa estrela, LHS 1140, tem apenas cerca de 20% do tamanho do nosso Sol, e a energia que ela emite é menor. LHS 1140b é um dos dois exoplanetas potenciais que a orbitam, mas até agora, os cientistas têm debatido se ele era um “mini-Netuno” ou uma “super-Terra”. Se fosse um “mini-Netuno”, ele seria cercado por gás hidrogênio, mas os pesquisadores não descobriram isso.
Crédito – Canal do YouTube de Anton Petrov
Eles usaram o “tempo discricionário do diretor”, que significa tempo de observação diretamente atribuído pelo diretor do projeto do Telescópio Espacial James Webb (JWST). Eles o combinaram com dados coletados do TESS, Spitzer e Hubble. Depois de olhar atentamente para a atmosfera do LHS 1140 b, eles viram algo familiar — nitrogênio. Isso foi interessante por algumas razões. Primeiro, descartou a possibilidade de o LHS 1140b ser um “mini-Netuno”, já que a atmosfera rica em hidrogênio teria sido muito distinta nos dados.
Segundo, agora é oficialmente o primeiro exoplaneta temperado conhecido a ter uma atmosfera “secundária” – ou seja, uma criada após a formação do planeta. O nitrogênio não faz parte naturalmente da atmosfera de um planeta no início e deve ser desenvolvido mais tarde por meio de processos químicos. Até agora, nenhum exoplaneta nas zonas habitáveis de suas estrelas foi observado com esse gás em sua atmosfera, embora isso tenha sido teorizado há muito tempo, já que a atmosfera do nosso próprio planeta é tão rica nele.
Mas ainda mais intrigante, com a possibilidade de ser um “mini-Netuno” eliminada, parecia que o LHS 1140b se tornou um bom candidato para uma “super-Terra” – cerca de 1,7 vezes maior que nosso planeta natal e 5,6 vezes sua massa. No entanto, os pesquisadores também notaram que o planeta era muito menos denso do que o esperado, indicando que cerca de 10-20% dessa massa poderia ser água em vez de rocha.
Ter tanta água poderia levar a vários resultados diferentes. Primeiro, há a possibilidade de LHS 1140b ser um “mundo Hycean”, que seria inteiramente coberto por um oceano de água líquida. Isso parece improvável, pois a produção de energia da estrela não fornece energia suficiente para manter um oceano inteiro do tamanho de um planeta aquecido o suficiente para não congelar.
Isso leva à segunda possibilidade — um mundo “bola de neve” onde uma espessa camada de neve cobre o interior rochoso. Isso ainda é possível, mas requer padrões climáticos que podem ser difíceis de discernir remotamente, mesmo com JWST.
Então isso deixa uma possibilidade final — um mundo de gelo, onde grossas camadas de gelo cobrem a superfície inteira do planeta. Já conhecemos um mundo assim muito mais perto de casa — Europa. Ele é completamente coberto de gelo, embora, curiosamente, também tenha um oceano líquido sob essas camadas de gelo. Os pesquisadores acham que há uma boa chance de um oceano subterrâneo semelhante existir no LHS 1140b também.
Isso o tornaria o primeiro exoplaneta conhecido a ter água líquida confirmada. No entanto, os dados sugeriram outra possibilidade intrigante – poderia ser um planeta bola de neve com um “oceano em forma de alvo” no ponto onde o calor da estrela é mais forte. Este oceano poderia ter cerca de 4.000 km de diâmetro, cerca de metade do tamanho do Oceano Atlântico na Terra. Os modelos sugerem que a temperatura da água no oceano poderia até atingir 20 C, uma temperatura ambiente confortável, embora um pouco fria para nadar.
No entanto, nenhum desses detalhes foi confirmado ainda, e fazer isso exigirá — você adivinhou — mais tempo de observação. Em particular, os pesquisadores estão interessados em saber se há dióxido de carbono na atmosfera do LHS 1140b. Um gás de efeito estufa poderia tornar mais provável que a temperatura geral do planeta fosse quente o suficiente para torná-lo um mundo Hycean em vez de uma bola de neve com um oceano isolado.
Observar dióxido de carbono em um exoplaneta tão distante quanto o LHS 1140 pode levar anos de tempo de observação intermitente no JWST. Embora o LHS 1140b seja agora definitivamente um dos candidatos mais promissores para encontrar água líquida na superfície de um planeta – e, portanto, ser um candidato principal para encontrar vida em um exoplaneta – a observação contínua desse tipo teria que competir com todos os outros casos de uso dignos pelo tempo do JWST.
Por enquanto, os pesquisadores esperam receber mais tempo de observação, mesmo que não seja o suficiente para confirmar a presença de dióxido de carbono. No entanto, eventualmente, haverá mais e mais fortes telescópios de caça a planetas do que até mesmo o JWST. Algum dia, haverá tempo de observação suficiente em pelo menos um deles para confirmar se o LHS 1140b realmente tem um oceano líquido. Esse dia pode ser um dos mais monumentais na história do estudo de exoplanetas — e talvez para a própria humanidade.
Saber mais:
Universidade de Montreal – Astrônomos descobrem mundo de gelo surpreendente na zona habitável com dados do Webb
Cadieux et al. – Espectroscopia de transmissão do exoplaneta da zona habitável LHS 1140 b com JWST/NIRISS
UT – Este é o exoplaneta onde a vida será encontrada pela primeira vez?
UT – Um novo mundo do tamanho de Vênus encontrado na zona habitável de sua estrela
Imagem principal:
Ilustração do exoplaneta LHS 1140 b, incluindo um “oceano em forma de alvo”.
Crédito – B. Gougeon / UdeM
