Astrônomos detectaram atmosfera em torno da “super-Terra” GJ 1132b

  Isso marca a primeira detecção de uma atmosfera em torno de uma super-Terra de baixa densidade, o planeta mais parecido com a Terra ao redor do qual uma atmosfera já foi detectada. Esse é...

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Isso marca a primeira detecção de uma atmosfera em torno de uma super-Terra de baixa densidade, o planeta mais parecido com a Terra ao redor do qual uma atmosfera já foi detectada. Esse é um passo muito significativo no caminho para a detecção de vida em um exoplaneta.

“Embora não seja a detecção de vida em outro planeta, é um passo importante na direção certa: a detecção de uma atmosfera em torno da super-Terra GJ 1132b marca a primeira vez que uma atmosfera foi detectada em planeta semelhante à Terra”, disse John Southworth, pesquisador da Universidade Keele no Reino Unido e primeiro autor do novo trabalho, em um comunicado da universidade.

A equipe, que inclui pesquisadores do Instituto Max Planck de Astronomia, usou o telescópio MPG de 2,2 m do Observatório Europeu do Sul (ESO), instalado no Chile, para capturar imagens da estrela hospedeira do planeta, a GJ 1132, e medir a ligeira diminuição do brilho à medida que o planeta e sua atmosfera absorveu um pouco da luz das estrelas enquanto passava diretamente na frente de sua estrela de acolhimento.

Quando da descoberta do planeta GJ 1132b, anunciada pela primeira vez em 2015, os astrônomos o nomearam de “o potencial irmão gêmeo de Vênus” já que ele é um planeta rochoso com uma alta temperatura na superfície, mas agora eles descobriram que o planeta e Vênus também podem ter uma espessa atmosfera em comum (embora possam ter uma composição diferente).

GJ 1132b é um planeta com massa e raio próximos aos da Terra — possui massa de 1,6 vezes a massa terrestre, e raio de 1,4 vezes o raio terrestre — mas é altamente improvável que esse planeta seja habitável: ele tem uma temperatura de superfície de 370°C.

Dr. John Southworth, disse: “A meu conhecimento a temperatura mais quente que a vida tem sido capaz de sobreviver na Terra é 120°C, o que é muito mais frio do que este planeta”, segundo informa a BBC.

A estratégia atual dos astrônomos para encontrar a vida em outro planeta é detectar a composição química da atmosfera desse planeta, à procura de certos desequilíbrios químicos que exigem a presença de organismos vivos como explicação. No caso de nossa própria Terra, a presença de grandes quantidades de oxigênio é o tal traço. Assim, os pesquisadores podem usar as atmosferas dos planetas para tentar determinar se esses mundos são adequados para a vida como a conhecemos aqui na Terra, ou mesmo para identificar possíveis vestígios de vida gravados lá.

Ainda estamos muito longe dessa detecção.

Até a publicação do trabalho descrito neste artigo, as (poucas!) observações de luz de atmosferas de exoplanetas envolveram planetas muito mais maciços do que a Terra: gigantes gasosos — parentes do Júpiter do nosso sistema solar — e uma grande Super-Terra com mais de oito vezes a massa da Terra. Com a presente observação, realizamos as primeiras tentativas de analisar a atmosfera de pequenos planetas de massa mais baixa que são muito mais parecidos com a Terra em termos de tamanho e massa.

O planeta em questão, GJ 1132b, orbita a estrela anã vermelha GJ 1132 ao sul da Constelação da Vela, a uma distância de 39 anos-luz de nós. Recentemente, o sistema foi examinado por uma equipe liderada por John Southworth, da Keele University, Reino Unido. O projeto foi concebido e coordenado por Luigi Mancini, anteriormente do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) e atualmente trabalhando na Universidade de Roma Tor Vergata. Outros membros da equipe da MPIA foram Paul Mollière e Thomas Henning.

A equipe usou o GROND imager no telescópio 2.2-m ESO / MPG para observar o planeta simultaneamente em sete diferentes bandas de comprimento de onda. GJ 1132b é um planeta em trânsito: do ponto de vista de um observador na Terra, ele passa diretamente à frente de sua estrela a cada 1,6 dias, de acordo com um comunicado do Instituto Max Plank de Astronomia, bloqueando uma parte da luz da estrela.

O tamanho de estrelas como o da GJ 1132 é bem conhecido a partir dos modelos estelares. Da fração de luz da estrela bloqueada pelo planeta, os astrônomos podem deduzir o tamanho do planeta — neste caso cerca de 1,4 vezes o tamanho da Terra.

Crucialmente, as novas observações mostraram que o planeta era maior em um dos comprimentos de onda do infravermelho do que nos outros. Isto sugere a presença de uma atmosfera que é opaca a esta luz infravermelha específica (fazendo o planeta parecer mais grande) mas transparente em todos os outros.

Diferentes versões possíveis da atmosfera foram simuladas por membros da equipe da Universidade de Cambridge e do Instituto Max Planck de Astronomia. De acordo com esses modelos, uma atmosfera rica em água e metano explicaria muito bem as observações.

“Uma possibilidade é que seja um ‘mundo da água’ com uma atmosfera de vapor quente”, John Southworth, da Keele University, no Reino Unido, ao comentar a descoberta de atmosfera no planeta GJ 1132b.

Assim, enquanto a atmosfera da Terra é composta principalmente de nitrogênio com um grande quantidade de oxigênio, e a de Vênus é uma fornalha grossa de dióxido de carbono, os pesquisadores acreditam que a atmosfera de GJ 1132b provavelmente é rica em vapor de água ou metano, com base naqueles modelos. Ele pode ser “um mundo da água com uma atmosfera de vapor quente”, disse Southworth.

A descoberta vem com as advertências usuais dos exoplanetas: embora um pouco maior do que a Terra e com 1,6 vezes a massa da Terra (conforme determinado por medições anteriores), as observações até o momento não fornecem dados suficientes para decidir quão o GJ 1132b é similar ou diferente à Terra. As possibilidades podem incluir muitas opções, inclusive um “mundo da água” com uma atmosfera de vapor quente.

A presença da atmosfera é motivo de otimismo cauteloso por parte dos astrônomos. As anãs M são os tipos mais comuns de estrela na galáxia — constituem 20 das 30 estrelas de maior semelhança com a Terra — e mostram altos níveis de atividade; para alguns modelos, essa atividade (na forma de “flares” e fluxos de partículas) é esperada que sopre as atmosferas de planetas próximos.

GJ 1132b fornece um contra-exemplo esperançoso de uma atmosfera que tem resistido por bilhões de anos (ou seja, tempo suficiente para nós detectá-lo). Dado o grande número de estrelas anãs M, tais atmosferas podem significar que as condições prévias para a vida são bastante comuns no universo.

Em qualquer caso, as novas observações fazem de GJ 1132b um alvo de alta prioridade para um estudo mais aprofundado por instrumentos como o Telescópio Espacial Hubble, o Very Large Telescope do ESO e Telescópio Espacial James Webb, programados para ser lançado em 2018.

O trabalho descrito aqui foi publicado em 31 de março de 2017 como:  J. Southworth et al., “Detection of the atmosphere of the 1,6 Earth mass exoplanet GJ 1132B” no The Astronomical Journal.

Referências:

  1. John Southworth et al. Detection of the Atmosphere of the 1.6 M Exoplanet GJ 1132 bThe Astronomical Journal, 153,191 (2017). DOI: 10.3847/1538-3881/aa6477, https://arxiv.org/abs/1612.02425
  2. PRESS RELEASE, Max Plank Institute for Astronomy.Atmosphere around low-mass Super-Earth detectedDisponível em: <http://www.mpia.de/news/science/2017-03-GJ1132b>. Acesso em: 07 abr. 2017.
  3. Phys.org. Atmosphere around super-Earth detected. Disponível em: <https://phys.org/news/2017-04-atmosphere-super-earth.html>. Acesso em: 07 abr. 2017.
  4. LEWIN, Sarah.Discovery! Atmosphere Spotted on Nearly Earth-Size Exoplanet in First. Disponível em: <http://www.space.com/36368-atmosphere-found-on-nearly-earth-size-planet.html>. Acesso em: 07 abr. 2017.
  5. MORELLE, Rebecca.Atmosphere found around Earth-like planet GJ 1132bDisponível em: <http://www.bbc.com/news/science-environment-39521344>. Acesso em: 07 abr. 2017.
  6. Phys.org.Venus’ twin? Earth-sized rocky planet orbiting a nearby star. Disponível em: <https://phys.org/news/2015-11-earth-sized-rocky-planet-orbiting-nearby.html>. Acesso em: 07 abr. 2017.
  7. COFIELD, Calla.Closest Earth-size Alien Planet Found, May Be a Venus Twin. Disponível em: <http://www.space.com/31085-closest-earth-size-exoplanet-venus-twin.html>. Acesso em: 07 abr. 2017.
  8. WALL, Mike. Super-Earth Exoplanet’s Atmosphere Characterized for 1st Time. Disponível em: <http://www.space.com/31946-exoplanet-super-earth-atmosphere-hubble-video.html>. Acesso em: 07 abr. 2017.
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