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Planetas "globos oculares" são grandes candidatos a mundos habitáveis

Mundos com órbitas bloqueadas, com uma face sempre voltada para a estrela e a outra eternamente na sombra, podem ser potencialmente habitáveis. Os astrônomos têm grande interesse nesses exoplanetas, principalmente os que orbitam anãs vermelhas. Entretanto, ainda há muitos mistérios acerca deles.

Planetas "globos oculares" em zonas habitáveis

Anãs vermelhas são estrelas com apenas 0,08 a 0,5 vezes a massa do Sol, além de terem em média a metade da temperatura. Isso implica que a zona habitável (a região onde um planeta pode ter água líquida) fica bem próxima dessas estrelas.

Veja o caso dos planetas que orbitam a anã vermelha TRAPPIST-1: todos eles orbitam muito mais perto da estrela do que o planeta Mercúrio em relação ao Sol. Isso pode fazer a diferença para os planetas com órbitas bloqueadas — apelidados de “planetas globo ocular”.

Comparativo entre as zonas habitáveis do Sistema Solar e do sistema TRAPPIST-1 e seus respectivos planetas rochosos. A linha pontilhada mostra que todos os planetas TRAPPIST caberiam com folga dentro da órbita de Mercúrio (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)
Comparativo entre as zonas habitáveis do Sistema Solar e do sistema TRAPPIST-1 e seus respectivos planetas rochosos. A linha pontilhada mostra que todos os planetas TRAPPIST caberiam com folga dentro da órbita de Mercúrio (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)

Quando esses exoplanetas estão na zona habitável de suas estrelas, podem estar cobertos de água. Entretanto, enquanto o lado voltado para a estrela (ou lado diurno) pode ter água em estado líquido, o lado noturno (constantemente no lado oposto à estrela) pode ter água eternamente congelada. Este oceano azul iluminado cercado por gelo dá a aparência de um globo ocular.

Se as anãs vermelhas forem, de fato, grandes candidatas a abrigar planetas habitados, pode haver muita vida em nossa galáxia. Isso porque astrônomos estimam que cerca de 80% das estrelas da Via Láctea são anãs vermelhas. Além disso, a maioria dos mais de 4 mil exoplanetas descobertos pelo telescópio Kepler estão ao redor de anãs vermelhas.

Mas as coisas podem não ser tão simples. As características dos planetas globos oculares podem torná-los os principais candidatos para hospedar vida, mas também podem transformá-los em mundos inóspitos. Tudo depende de outros elementos, como a composição (devem ser rochosos como a Terra), atmosfera e salinidade da água.

"Globos oculares" podem ser habitáveis?

Representação artística do planeta LHS 1140b e sua estrela (Imagem:Reprodução/J. Lillo-Box)
Representação artística do planeta LHS 1140b e sua estrela (Imagem:Reprodução/J. Lillo-Box)

O melhor dos cenários para procurar por vida alienígena nos globos oculares são as super-Terras — mundos rochosos maiores que o nosso, porém menores que Netuno. Se eles estiverem cobertos por oceanos, o hemisfério noturno estará congelado, enquanto o lado diurno sofrerá com o calor, talvez a ponto de secar o oceano.

Um dos alvos principais para observação dessas possibilidades fica bem ao lado, na estrela mais próxima do Sol. Proxima Centauri é uma anã vermelha apenas a 4,22 anos luz de distância. O planeta mais interno, Proxima b, é uma super-Terra globo ocular que orbita dentro da zona habitável da estrela.

Esse planeta também parece ter uma atmosfera semelhante à da Terra e um oceano no lado diurno. Por outro lado, a extensão do oceano depende da quantidade de sal na água. De qualquer forma, altos níveis de salinidade não necessariamente impedem a formação e sobrevivência de seres vivos. Talvez o mais importante seja a temperatura da água ou do gelo.

Poderíamos supor que planetas globos oculares são divididos por um lado quente, onde existem oceanos de água líquida, e um lado frio congelado. Mas existem outras possibilidades. Por exemplo, pesquisadores que modelaram as condições do Proxima b descobriram que, à medida que se desloca para águas mais quentes, o gelo nas regiões polares derrete e esfria a água do lado diurno. Gradualmente, o oceano líquido congela, mesmo durante o dia.

Ilustração do exoplaneta Proxima Centauri b orbitando a estrela Proxima Centauri (Imagem: Reprodução/ESO/M. Kornmesser)
Ilustração do exoplaneta Proxima Centauri b orbitando a estrela Proxima Centauri (Imagem: Reprodução/ESO/M. Kornmesser)

Esse processo de congelamento global pode não ocorrer caso haja uma atmosfera com gases de efeito estufa abundantes no exoplaneta. Por outro lado, a água quente também pode servir como um transportador de calor do lado diurno para regiões noturnas e derreter o gelo, aquecendo o clima. Resumindo, o clima de uma super-Terra globo ocular na zona habitável de uma anã vermelha (ufa!) não é previsível.

Infelizmente, é difícil modelar a superfície de Proxima b porque os cientistas não o observaram pelo método de trânsito, que é quando um planeta passa na frente da estrela. Isso significa que não há meios de prever algum escape atmosférico.

Há outros exoplanetas globos oculares que se destacam por características que podem torná-los habitáveis. Um deles é o LHS 1140 b, uma super-Terra localizado apenas a 0,1 unidade astronômica (uma unidade astronômica é a distância média Terra-Sol) de sua estrela, dentro da zona habitável.

Este mundo pode ter um oceano de lava cobrindo a superfície, de acordo com um estudo de 2017 publicado na Nature. Entretanto, isso não impede necessariamente sua habitabilidade — a lava poderia alimentar a atmosfera com vapor, reabastecendo a água.

Outro estudo de 2020 propõe que a habitabilidade no LHS 1140 b depende da composição de sua atmosfera. Isso se torna ainda mais interessante sabendo que algumas formas de vida microscópicas podem sobreviver em atmosferas dominadas por nitrogênio, hidrogênio e dióxido de carbono.

Já o sistema TRAPPIST-1 tem sete exoplanetas, vários dos quais podem ser globos oculares. Todos eles possuem densidades semelhantes, sugerindo que suas composições também são parecidas. Entretanto, apenas três estão dentro da zona habitável da estrela e apenas um tem chances de possuir água líquida.

Conceito artístico de como poderia ser o cenário do planeta TRAPPIST-1 e, provavelmente o único de seu sistema que poderia ter água líquida (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)
Conceito artístico de como poderia ser o cenário do planeta TRAPPIST-1 e, provavelmente o único de seu sistema que poderia ter água líquida (Imagem: Reprodução/NASA/JPL-Caltech)

Descobertas e estudos como estes não apenas trazem novas possibilidades de encontrar planetas habitáveis, como também proporcionam modelos muito mais diversos que os baseados estritamente nas características da Terra.

Com o telescópio James Webb, os cientistas poderão refinar ainda mais os dados desses e outras super-Terras nas zonas habitáveis de suas estrelas, fornecendo mais restrições nos modelos atmosféricos atuais. Por sua vez, os modelos atualizados ajudarão os astrônomos a terem uma ideia melhor das condições que podem existir na superfície dos planetas globos oculares.

Entre os alvos favoritos para as observações com o James Webb está o sistema TRAPPIST-1. Se mundos globos oculares na órbita de anãs vermelhas forem mesmo habitados, que tipos de diversidade poderiam existir? E como essas formas de vida impulsionariam a evolução nos planetas?

É difícil prever como seriam esses mundos caso sejam habitados, mas talvez estejamos mais perto responder as primeiras perguntas, começando com a mais famosa delas: “estamos sozinhos no universo?”

Fonte: Canaltech

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