sexta-feira, 28 de outubro de 2016

O planeta em órbita de estrela mais próxima pode ser habitável

Um exoplaneta com uma massa parecida com a da Terra foi recentemente detectado em torno de Proxima Centauri, a estrela mais próxima do Sol.

ilustração da vista da superfície do planeta Proxima b

© ESO/M. Kornmesser (ilustração da vista da superfície do planeta Proxima b)

Este exoplaneta, chamado Proxima b, está numa órbita que lhe permite ter água líquida à superfície, levantando assim a questão da sua habitabilidade. Uma equipe internacional liderada por pesquisadores do Laboratório de Astrofísica de Marselha determinou as dimensões do planeta e as propriedades da sua superfície, o que na verdade favorecem a sua habitabilidade.

A equipe diz que Proxima b pode ser um "planeta oceânico," com um oceano que cobre toda a sua superfície, a água talvez idêntica à dos oceanos subterrâneos detectados no interior de luas geladas de Júpiter e Saturno. Os pesquisadores também mostram que a composição de Proxima b pode ser parecida com a de Mercúrio, com um núcleo de metal que corresponde a dois-terços da massa do planeta. Estes resultados fornecem a base para estudos futuros a fim de determinar a habitabilidade de Proxima b.

Proxima Centauri, a estrela mais próxima do Sol, tem um sistema planetário que consiste em, pelo menos, um planeta. O novo estudo analisa e complementa observações anteriores. Estas novas medições mostram que o exoplaneta tem uma massa parecida com a da Terra (1,3 massas terrestres) e orbita a sua estrela a uma distância de 0,05 UA (um-décimo da distância Sol-Mercúrio). Ao contrário do que se poderia pensar, esta pequena distância não implica uma alta temperatura à superfície de Proxima b porque a sua estrela hospedeira, Proxima Centauri, é uma anã vermelha com apenas um-décimo da massa e do raio do Sol e um brilho mil vezes mais fraco. Assim sendo, Proxima b está na zona habitável da sua estrela e pode abrigar água líquida à sua superfície.

No entanto, sabe-se muito pouco sobre Proxima b, particularmente o seu raio. Por isso, é impossível saber o aspeto do planeta ou a sua composição. A medição do raio de um exoplaneta é normalmente feita durante um trânsito, quando eclipsa a sua estrela. Mas Proxima b parece não transitar Proxima Centauri.

Existe outro método para estimar o raio de um planeta. Se conhecermos a sua massa, podemos simular o comportamento dos materiais constituintes. Este é o método usado por uma equipe franco-americana do Laboratório de Astrofísica de Marselha e do Departamento de Astronomia da Universidade de Cornell. Com a ajuda de um modelo de estrutura interna, exploraram as diferentes composições que podem estar associadas com Proxima b e deduziram os valores correspondentes para o raio do planeta. Eles restringiram o seu estudo para o caso de planetas potencialmente habitáveis, simulando planetas densos e sólidos, formados com o núcleo metálico e manto rochoso encontrado em planetas terrestres no nosso Sistema Solar. Também permitiram a incorporação de uma grande massa de água na sua composição.

Estes pressupostos permitem uma grande variedade de composições para Proxima b. O raio do planeta pode variar entre 0,94 e 1,40 vezes o raio da Terra (6.371 km). O estudo mostra que Proxima b tem um raio mínimo de 5.990 km, e a única maneira de obter este valor é tendo um planeta muito denso, composto por um núcleo metálico com uma massa igual a 65% do planeta, sendo o resto manto rochoso (formado por silicatos). A fronteira entre estes dois materiais está, então, localizada a uma profundidade de 1.500 km. Com uma tal composição, Proxima b é muito parecido com o planeta Mercúrio, que também tem um núcleo metálico muito sólido. Este primeiro caso não exclui a presença de água à superfície do planeta, pois na Terra o conteúdo de água não ultrapassa os 0,05% da massa do planeta. Em contraste, Proxima b também pode ter um raio de 8.920 km, desde que seja composto por 50%  de rocha rodeada por 50% de água. Neste caso, Proxima b estaria coberto por um único oceano líquido com 200 km de profundidade. Abaixo, a pressão seria tão alta que a água estaria sob a forma de gelo antes de atingir o limite do manto a 3.100 km de profundidade. Nestes casos extremos, uma fina atmosfera de gás podia cobrir o planeta, como na Terra, tornando Proxima b potencialmente habitável.

Estes resultados fornecem informações adicionais importantes para diferentes cenários de composição que foram propostos para Proxima b. Alguns envolvem um planeta completamente seco, enquanto outros permitem a presença de uma quantidade significativa de água na sua composição. O estudo incluiu o fornecimento de uma estimativa do raio do planeta para cada um destes cenários. Do mesmo modo, isto restringiria a quantidade de água disponível em Proxima b, onde a água é propensa à evaporação devido aos raios ultravioleta e raios X da estrela hospedeira, que são muito mais violentos do que os do Sol.

As observações futuras de Proxima Centauri irão aperfeiçoar este estudo. Em particular, a medição das abundâncias estelares de elementos pesados (magnésio, ferro, silício) irá diminuir o número de composições possíveis para Proxima b, permitindo a determinação mais precisa do seu raio.

O estudo será publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Laboratoire d’Astrophysique de Marseille

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