Na busca por vida extraterrestre, faz sentido procurar, em primeiro lugar, planetas rochosos com atmosfera, como a Terra.
© NASA (ilustração do exoplaneta HD 3167 b)
Sem atmosfera, um planeta não pode ter água à superfície. Mas, dos mais de 6.300 exoplanetas catalogados até agora, a grande maioria não é rochosa, e apenas um punhado dos mundos rochosos parece ter atmosfera.
Num estudo da Universidade de Chicago, esta possibilidade ocorre numa super-Terra a 154 anos-luz de distância, na direção da constelação de Peixes. Denominado HD 3167 b, este exoplaneta "de lava" extremamente quente dá uma volta completa em sua estrela hospedeira em apenas um dia terrestre.
O que é tão surpreendente é que, quanto mais próximo um planeta rochoso orbita a sua estrela, mais difícil deveria ser ter uma atmosfera, porque é bombardeado pelo vento estelar e recebe mais fótons altamente energéticos da estrela. Estes planetas são demasiado quentes para abrigar vida, mas, ao estudá-los, foi possível concluir sobre os processos que são importantes para outros mundos rochosos.
O telescópio espacial James Webb está sendo utilizado para determinar se os planetas que orbitam estrelas muito menores do que o Sol possuem atmosferas. Parece que a maioria desses planetas terrestres não as possui, são apenas rocha nua. Mas, surpreendentemente, foram encontrados indícios de que a maioria dos mundos de lava, semelhantes em composição à Terra e a Vênus, mas muito mais quentes, poderá ter atmosferas.
Cinco planetas terrestres com atmosferas, incluindo o descrito neste estudo, revelaram-se ultraquentes. Este planeta, no entanto, é o mundo de lava mais frio encontrado até agora com indícios de uma atmosfera. Isto é interessante porque os cientistas tentam compreender a transição de temperatura entre planetas com e sem atmosferas.
Como se pode determinar se um exoplaneta tem uma atmosfera? Atualmente, observar diretamente planetas semelhantes à Terra em busca de sinais de vida está fora do nosso alcance. Em vez disso, podemos utilizar o Webb para detectar luz no infravermelho médio, a fim de estimar a temperatura dos exoplanetas, o que nos pode indicar se estes poderão ter atmosferas.
Existem duas formas principais de estudar exoplanetas. Uma é chamada de trânsito, que ocorre quando o planeta passa à frente da estrela hospedeira. Outra, chamada de eclipse secundário, que é o método utilizado neste estudo, ocorre quando o planeta passa por trás da sua estrela, permitindo medir a quantidade de luz perdida. Essa diferença indica quanta luz no infravermelho médio provém do próprio planeta, o que, essencialmente, fornece qual é a temperatura do planeta.
Se um planeta não tiver atmosfera, o seu lado diurno, voltado para a estrela, deverá estar tão quente quanto teoricamente possível, com base na refletividade da sua superfície e na sua distância da estrela. Mas uma atmosfera ajudaria a redistribuir o calor do lado diurno para o lado noturno. Nota-se isto acontecer em Vênus, quase não há diferença na temperatura da superfície entre o lado diurno e o noturno, nem entre os polos e o equador.
Se um planeta tiver uma atmosfera, poderá também ter nuvens que refletem a luz estelar recebida e arrefecem o lado diurno. Assim, se o lado diurno de um planeta for mais frio do que o máximo possível, é provável que tenha uma atmosfera. O objeto deste estudo, HD 3167 b, é visivelmente mais frio do que o seu máximo previsto, o que constitui uma forte evidência de que possui uma atmosfera.
Pensa-se que HD 3167 b possa ter uma composição rica em silicatos, com uma mistura de minerais semelhante à que constitui o manto da Terra. Antes deste estudo, esperava-se que qualquer atmosfera nestes planetas ultraquentes fosse composta por rocha vaporizada, mas os astrônomos estão começando a ver indícios de que alguns possam ter gases mais pesados, como dióxido de carbono, monóxido de carbono ou água nas suas atmosferas.
A composição da atmosfera de HD 3167 b ainda é uma incógnita. Existirá uma temperatura em que estes planetas formam camadas de nuvens de silicatos que possam refletir a radiação recebida para o espaço e arrefecer o seu lado diurno? Este planeta relativamente mais frio ajuda a melhor caracterizar e a definir com precisão essa transição. Apesar de serem inóspitos para a vida, também há interesse em estudar este tipo de planetas porque pensa-se que a Terra primitiva possa ter-se assemelhado bastante a um mundo de lava.
Acredita-se que, numa fase muito inicial da história do Sistema Solar, quando os planetas terrestres se formaram, estes estavam extremamente quentes devido à energia proveniente de todas as colisões de planetesimais. A Terra passou por aquilo a que se chama a fase do "oceano de magma", com uma superfície inteiramente líquida. Este resultado fornece uma perspectiva para estudar como terão sido as condições nos primeiros milhões de anos da Terra.
Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.
Fonte: University of Chicago