NASA Webb Observa Exoplaneta do Tamanho da Terra na Zona Habitável: TRAPPIST-1 e

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Créditos: Ilustração artística: NASA, ESA, CSA, STScI, Joseph Olmsted (STScI)

Esta concepção artística mostra a volátil estrela anã vermelha TRAPPIST-1 e seus quatro planetas mais próximos em órbita. Imagem completa e legenda abaixo.

No dia 08/09, o portal da NASA anunciou num artigo que os cientistas estão atualmente observando o exoplaneta TRAPPIST-1 e com o Telescópio Espacial James Webb dessa agência espacial. A análise cuidadosa dos resultados até agora apresenta vários cenários possíveis sobre como pode ser a atmosfera e a superfície do planeta, enquanto as missões científicas da NASA estabelecem bases importantes para responder à pergunta: "Estamos sozinhos no universo?"

 

“Os instrumentos infravermelhos do Webb estão nos dando mais detalhes do que jamais tivemos acesso antes, e as quatro observações iniciais que conseguimos fazer do planeta e estão nos mostrando com o que teremos que trabalhar quando o restante das informações chegar”, disse Néstor Espinoza, do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI), em Baltimore, Maryland, investigador principal da equipe de pesquisa.

 

Dois artigos científicos (veja aqui o primeiro e segundo) detalhando os resultados iniciais da equipe foram publicados no periódico Astrophysical Journal Letters.

 

Imagem A: TRAPPIST-1 e (Conceito artístico)

 

Ilustração: NASA, ESA, CSA, STScI, Joseph Olmsted (STScI)

Esta concepção artística mostra a volátil estrela anã vermelha TRAPPIST-1 e seus quatro planetas mais próximos em órbita, todos já observados pelo Telescópio Espacial James Webb. Até o momento, Webb não encontrou sinais definitivos de atmosfera em nenhum desses mundos.

Dos sete planetas do tamanho da Terra que orbitam a estrela anã vermelha TRAPPIST-1, o planeta e é de particular interesse porque orbita a uma distância da estrela onde teoricamente seria possível existir água líquida na superfície — não muito quente, nem muito frio —, mas somente se o planeta tiver uma atmosfera.

 

É aí que entra o Webb. Os pesquisadores apontaram o poderoso instrumento NIRSpec (Espectrógrafo de Infravermelho Próximo) do telescópio para o sistema enquanto o planeta e transitava — ou seja, passava na frente da estrela. A luz estelar que passa através da atmosfera do planeta (se houver uma) será parcialmente absorvida, e as quedas correspondentes no espectro de luz que chega ao Webb dirão aos astrônomos quais substâncias químicas estão presentes. A cada novo trânsito, o conteúdo atmosférico se torna mais claro à medida que mais dados são coletados.

 

Atmosfera Primária Improvável

 

Embora múltiplas possibilidades ainda estejam em aberto para o planeta e, já que apenas quatro trânsitos foram analisados até agora, os pesquisadores estão confiantes de que o planeta não possui mais sua atmosfera primária (ou original).

 

TRAPPIST-1 é uma estrela muito ativa, com frequentes erupções, por isso não surpreende os pesquisadores que qualquer atmosfera de hidrogênio-hélio com a qual o planeta possa ter se formado tenha sido arrancada pela radiação estelar.

 

No entanto, muitos planetas — incluindo a Terra — formam uma atmosfera secundária mais pesada após perderem sua atmosfera primária. É possível que o planeta e nunca tenha conseguido fazer isso e não tenha uma atmosfera secundária. Ainda assim, os pesquisadores dizem que há chance igual de que ele tenha uma atmosfera, e a equipe desenvolveu abordagens inovadoras para trabalhar com os dados do Webb para determinar as possíveis atmosferas e ambientes de superfície do planeta e.

 

Um Mundo Com (Menos) Possibilidades

 

Os pesquisadores dizem que é improvável que a atmosfera de TRAPPIST-1 e seja dominada por dióxido de carbono, como ocorre com a atmosfera espessa de Vênus ou a atmosfera tênue de Marte. No entanto, também observam com cautela que não há paralelos diretos com o nosso sistema solar.

 

“TRAPPIST-1 é uma estrela muito diferente do nosso Sol, e por isso o sistema planetário ao seu redor também é muito diferente, o que desafia tanto nossas suposições observacionais quanto teóricas,” disse Nikole Lewis, professora associada de astronomia na Universidade Cornell.

 

Se houver água líquida em TRAPPIST-1 e, os pesquisadores dizem que ela estaria acompanhada por um efeito estufa, no qual diversos gases — particularmente dióxido de carbono — mantêm a atmosfera estável e o planeta aquecido.

 

“Um pequeno efeito estufa pode ter um grande impacto”, disse Lewis, e as medições não descartam a possibilidade de haver dióxido de carbono suficiente para sustentar alguma água na superfície. De acordo com a análise da equipe, a água poderia estar na forma de um oceano global, ou cobrir apenas uma parte do planeta onde a estrela permanece sempre no zênite, cercada por gelo. Isso seria possível porque, devido ao tamanho e à órbita próxima dos planetas TRAPPIST-1 em relação à sua estrela, acredita-se que todos sejam bloqueados por maré — ou seja, um lado sempre voltado para a estrela, e o outro sempre em escuridão.

 

Imagem B: Espectro de Transmissão de TRAPPIST-1 e (NIRSpec)

 

Ilustração: NASA, ESA, CSA, STScI, Joseph Olmsted (STScI)

Este gráfico compara os dados coletados pelo NIRSpec do Webb com modelos computacionais do exoplaneta TRAPPIST-1 e com (azul) e sem (laranja) atmosfera. As faixas coloridas estreitas mostram os locais mais prováveis dos pontos de dados para cada modelo.

Novo Método Inovador

 

Espinoza e a co-investigadora principal Natalie Allen, da Universidade Johns Hopkins, lideram uma equipe que atualmente está fazendo mais 15 observações do planeta e — com um toque inovador. Os cientistas estão cronometrando as observações para que o Webb capture os planetas b e e transitando a estrela um logo após o outro.

 

Após observações anteriores do Webb sobre o planeta b (o mais próximo da TRAPPIST-1), os cientistas estão bastante confiantes de que se trata de uma rocha nua, sem atmosfera. Isso significa que os sinais detectados durante o trânsito do planeta b podem ser atribuídos apenas à estrela, e como o planeta e transita quase no mesmo horário, haverá menos interferência da variabilidade estelar. Os cientistas planejam comparar os dados de ambos os planetas, e qualquer indício de substâncias químicas que apareçam apenas no espectro do planeta e pode ser atribuído à sua atmosfera.

 

“Ainda estamos nos estágios iniciais de descobrir que tipo de ciência incrível podemos fazer com o Webb. É incrível medir os detalhes da luz estelar ao redor de planetas do tamanho da Terra a 40 anos-luz de distância e aprender como pode ser lá, se a vida poderia ser possível”, disse Ana Glidden, pesquisadora de pós-doutorado no Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT, que liderou a pesquisa sobre possíveis atmosferas para o planeta e. “Estamos em uma nova era de exploração, e é muito empolgante fazer parte disso,” disse ela.

 

Os quatro trânsitos de TRAPPIST-1 e analisados nos novos artigos publicados hoje foram coletados pela equipe do telescópio JWST dentro da colaboração DREAMS (Deep Reconnaissance of Exoplanet Atmospheres using Multi-instrument Spectroscopy – Reconhecimento Profundo das Atmosferas de Exoplanetas usando Espectroscopia Multi-instrumental).

 

O Telescópio Espacial James Webb é o principal observatório científico espacial do mundo. O Webb está resolvendo mistérios do nosso sistema solar, olhando além para mundos distantes ao redor de outras estrelas, e investigando as estruturas misteriosas e origens do nosso universo — e o nosso lugar nele. O Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Europeia) e CSA (Agência Espacial Canadense).

 

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