Descoberto os planetas mais "inchados"

Dados da missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA revelaram dois novos planetas "superinchados", mundos gigantes tão leves que a sua densidade é comparável à do algodão doce.

© NASA (ilustração da estrela TOI-791 e dois planetas gigantes)

Os cientistas calculam que estes planetas do tamanho de Júpiter, denominados TOI-791 b e TOI-791 c, são os mundos "mais macios" alguma vez descobertos.

Os planetas orbitam uma estrela semelhante ao Sol, denominada TOI-791, que se encontra a aproximadamente 1.113 anos-luz da Terra. A missão TESS detectou inicialmente os planetas ao observar quedas repetidas no brilho de TOI-791, um sinal revelador de que um planeta está em trânsito, ou seja, passando à frente de uma estrela.

Estudos posteriores revelaram dois grandes planetas com características incomuns. TOI-791 b tem quase o mesmo tamanho que Júpiter, mas contém apenas 3% da massa de Júpiter. TOI-791 c é ainda maior que Júpiter, mas contém apenas 5,9% da massa de Júpiter.

Os "superinchados" recém-descobertos apresentam também órbitas incomumente longas, sendo que TOI‑791 b demora 139 dias e TOI‑791 c 232 dias a dar a volta à estrela hospedeira. É raro encontrar planetas com órbitas tão longas, sendo necessários longos períodos de observação com telescópios para captar e confirmar as suas características.

A partir da sua posição privilegiada em alta órbita terrestre, o TESS conseguiu recolher 1.122 dias de dados sobre este sistema planetário ao longo de sete anos, proporcionando à equipe uma grande quantidade de dados acerca do sistema planetário. Uma análise mais aprofundada revelou que TOI-791 b e TOI-791 c estão presos num padrão orbital que lhes permite exercerem uma atração gravitacional mútua. À medida que orbitam a sua estrela hospedeira, os planetas alternam-se na atração mútua, afetando o tempo dos seus trânsitos pela estrela hospedeira. Os cientistas utilizaram essa variação no tempo orbital para calcular as massas dos planetas, consolidando o seu estatuto de "superinchados" de baixa densidade.

As suas densidades extremamente baixas tornam-nos alvos fascinantes para compreender como os sistemas planetários se formam e evoluem. Com mais estudos, estes "superinchados" poderão revelar-nos mais sobre a evolução planetária. Pensa-se que a formação de planetas de grandes dimensões impulsione a evolução de um sistema planetário.

Os cientistas esperam aprender mais sobre a composição química das atmosferas dos planetas, como a sua rotação afeta a sua forma e como a inclinação da sua estrela hospedeira se compara à das suas órbitas. Uma investigação mais aprofundada poderá fornecer novas informações sobre como TOI-791 b e TOI-791 c migraram pelo sistema planetário durante o seu desenvolvimento, se as suas órbitas foram moldadas por interações com outros planetas e como os planetas "superinchados" de baixa densidade se formam.

Um artigo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Observatoire de la Côte d’Azur

Descoberto sistema planetário através do efeito de microlente

Pela primeira vez, a missão TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA identificou um planeta em órbita de uma estrela distante graças a ondulações no espaço-tempo.

© NASA (ilustração do exoplaneta Gaia23bra b próximo de sua estrela)

Ao contrário dos planetas em trânsito que orbitam muito perto da sua estrela, que o TESS revela regularmente, o exoplaneta recém-descoberto pelo efeito de microlente é um super-Júpiter que orbita longe da sua estrela hospedeira.

Com 1,6 vezes a massa de Júpiter e uma distância orbital semelhante, seria extremamente improvável encontrar um planeta deste tipo através do principal método de detecção para o qual o TESS foi concebido. 

Os astrônomos encontraram o primeiro indício do planeta, denominado Gaia23bra b, em 2023, utilizando o telescópio espacial Gaia da ESA, agora aposentado. O sistema de alertas do Gaia assinalou uma estrela que se tornou mais brilhante, algo que pode acontecer quando uma estrela em primeiro plano passa à frente de outra mais distante e amplia a sua luz através do fenômeno de microlente gravitacional.

A análise da equipe, revelou que Gaia23bra b, que orbita uma anã laranja com cerca de 80% da massa do Sol, se encontra a quase 40.000 anos-luz da Terra, excedendo em muito o raio de busca habitual do TESS, de cerca de 150 anos-luz. Dos mais de 6.000 exoplanetas conhecidos, cerca de três-quartos foram descobertos através do método de trânsito, a técnica típica de detecção de planetas utilizada pelo TESS. Sendo que menos de 5% dos exoplanetas conhecidos foram revelados através das microlentes.

Este fenômeno de curvatura da luz ocorre quando duas estrelas se alinham muito próximas uma da outra, do nosso ponto de vista. A luz da estrela mais distante curva-se à medida que atravessa o espaço-tempo distorcido pela massa da estrela mais próxima. Se o alinhamento for especialmente preciso, a estrela mais próxima atua como uma lente cósmica, focando e ampliando a luz da estrela de fundo. Os planetas que orbitam a estrela em primeiro plano também podem alterar a luz da estrela distante, atuando como as suas próprias lentes minúsculas. 

Os astrônomos observam esse efeito como um pico no brilho da estrela. O método de trânsito é o mais eficaz para encontrar planetas grandes que orbitam muito perto das suas estrelas hospedeiras; os planetas grandes bloqueiam mais da luz estelar, enquanto os planetas mais próximos têm mais probabilidades de passar à frente da estrela hospedeira. O efeito de microlente não é adequado para descobrir planetas enormes e próximos, porque os seus sinais gravitacionais acabariam por se confundir.

Os trânsitos fornece o tamanho de um planeta e, em conjunto com outros métodos, podemos determinar a sua massa e densidade. As microlentes fornecem as massas e as distâncias orbitais de planetas que, de outra forma, nunca seriam vistos. Mas as observações de microlentes são oportunidades limitadas no tempo.

O fenômeno de microlente identifica planetas semelhantes aos do Sistema Solar, isto oferece uma nova oportunidade para compreender como sistemas planetários como o nosso variam em diferentes regiões da Galáxia.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: NASA

O famoso "Planeta Rosa" esconde uma surpresa salgada

Astrônomos liderados pela Universidade Northwestern descobriram céus salgados em torno do famoso "Planeta Rosa" do Universo.

© NASA (exoplaneta GJ 504 b)

Durante mais de uma década, este mundo antigo, envolto numa névoa rosada, manteve os astrônomos na incerteza. Sendo um dos companheiros de massa planetária mais frios de que se tem conhecimento e que alguma vez foi fotografado diretamente, este objeto esquivo é demasiado fraco para analisar a sua luz a partir da Terra.

Mas novas observações do telescópio espacial James Webb (JWST) revelam uma atmosfera repleta de química exótica. As observações fornecem algumas das primeiras evidências diretas da existência de nuvens salgadas na atmosfera de um objeto frio, um fenômeno que os cientistas teorizaram há mais de 15 anos. A descoberta marca também um passo importante no estudo de objetos cada vez mais frios, que são demasiado fracos para serem examinados com telescópios terrestres.

Descoberto em 2013, o "Planeta Rosa" (GJ 504 b) orbita uma estrela semelhante ao Sol, localizada a 57 anos-luz da Terra. Apesar da sua alcunha, os astrônomos não têm a certeza se se trata, de fato, de um planeta. Com cerca de 25 vezes a massa de Júpiter, GJ 504 b situa-se perto da fronteira difusa entre os planetas gigantes e as anãs marrons. Por isso, ele é referido como um "companheiro de massa planetária", o que significa que é um objeto do tamanho de um planeta orbitando uma estrela.

Para complicar ainda mais o mistério, as repetidas tentativas de o estudar com telescópios terrestres não tiveram sucesso. Enquanto a maioria dos exoplanetas captados diretamente por imagens se situa entre os 500 e os 1.000 graus Celsius, GJ 504 b tem apenas 290º C. A idade do companheiro é responsável pela sua temperatura fria. Embora nasçam a temperaturas extremamente elevadas, os planetas gigantes arrefecem à medida que envelhecem. E o novo estudo estima que GJ 504 b tenha entre 2,5 bilhões e 4 bilhões de anos.

Os dados observacionais revelaram uma rica mistura de substâncias químicas, incluindo vapor de água, metano, dióxido de carbono, amoníaco e outras moléculas. Para reconstruir o companheiro, os pesquisadores introduziram esses dados num modelo astrofísico. Mas algo não estava coerente. A atmosfera simulada do companheiro só correspondia às observações se contivesse características incomuns e fisicamente improváveis.

Quando os pesquisadores adicionaram nuvens ao modelo, as características incomuns desapareceram. É provável que as nuvens de sal tenham escondido as camadas mais profundas da atmosfera, moldando a luz que chegou ao JWST.

O espectro também sugere que GJ 504 b é incomumente rico em elementos pesados, ou metais. No entanto, o mistério da formação do objeto persiste, com os dados atuais a sugerirem que se poderá ter formado quer como um planeta, quer como uma pequena estrela.

Estas técnicas utilizadas no estudo poderão ajudar a desvendar outros mistérios em torno dos planetas frios e pouco luminosos. Júpiter, por exemplo, possui nuvens compostas por gelo de amoníaco.

Um artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.

Fonte: Northwestern University

Exoplaneta com elevada concentração de lítio

Astrônomos da Universidade de Michigan, demonstraram que TOI-5882, uma estrela semelhante ao Sol, localizada a cerca de 1.300 anos-luz de distância, provavelmente engoliu um dos seus planetas.

© STScI (ilustração de uma estrela engolindo um planeta)

Embora uma estrela possa parecer o perfeito incinerador para destruir evidências, foi encontrado ainda assim pistas reveladoras na composição química de TOI-5882, especificamente na sua concentração incomumente elevada de lítio.

O processo quando uma estrela consome um planeta, denominado engolfamento, é incrivelmente rápido, demorando semanas ou até dias. Isso significa que os astrônomos não podem contar com a observação de um evento de engolfamento quando ocorre, razão pela qual é importante desenvolver métodos que ajudem os pesquisadores a estudar esses eventos após terem ocorrido.

O engolfamento planetário é um fenômeno comum. Por exemplo, daqui a cerca de 5 bilhões de anos, o nosso Sol entrará nas fases finais da sua vida e transformar-se-á numa gigante vermelha. À medida que incha, irá engolir Mercúrio, Vênus e talvez a Terra. Mas TOI-5882 ainda não inchou ao ponto de a sua expansão ser uma explicação provável para ter engolido um planeta. No entanto, a equipe avançou com uma alternativa intrigante: a estrela pode ter tido um cúmplice. Também em órbita de TOI-5882 está uma bola gigante de gás com mais de 20 vezes a massa de Júpiter, mas ainda não suficientemente grande para se transformar numa estrela. Este objeto, denominado anã marrom, pode ter ajudado a direcionar o planeta engolido para TOI-5882, mas testar essa teoria será objeto de um estudo separado. 

O lítio é uma poderosa evidência forense porque, embora as estrelas o possuam naturalmente em pequenas quantidades, os planetas apresentam uma concentração muito mais elevada deste elemento. Com base na quantidade de lítio que os pesquisadores observaram, suspeitam que o planeta que TOI-5882 engoliu tinha uma massa cerca do dobro da Terra e a de Netuno.

Uma técnica conhecida como espectroscopia permitiu à equipe analisar a luz proveniente de TOI-5882 em busca de sinais de lítio. A partir dos espectros da estrela, os pesquisadores conseguiram determinar que esta apresentava um elevado teor de lítio, mas tiveram depois de provar que esse teor era anormalmente elevado. Por isso, reuniram um conjunto de 62 estrelas de controle comparáveis em vários critérios, incluindo a idade, a massa e a temperatura.

Curiosamente, algumas das outras estrelas da amostra de controle também apresentaram elevadas concentrações de lítio, sugerindo que poderão existir outros mecanismos de enriquecimento em ação que os pesquisadores poderão explorar.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: University of Michigan

Detectadas variações de temperatura em exoplaneta

Astrônomos revelaram diferenças distintas nas condições atmosféricas entre as zonas de transição matinal e noturna do planeta gasoso ultraquente WASP-121 b.

© MPIA (ilustração do exoplaneta WASP-121 b)

Esta descoberta só foi possível graças à sensibilidade inigualável do telescópio espacial James Webb. A descoberta corresponde a uma assimetria na absorção da luz infravermelha recebida da estrela hospedeira, que é parcialmente filtrada pela atmosfera do planeta durante o seu trânsito.

Os pesquisadores interpretam isto como o resultado de temperaturas e composições químicas não uniformes na atmosfera do exoplaneta. Os dados indicam que o terminador noturno absorve mais luz do que o lado diurno, consistente com a imagem geralmente aceita de ventos fortes que transportam calor intenso do lado diurno para o noturno. Os ventos quentes seguem a rotação do planeta para leste, o que aquece a zona noturna. Com o aumento das temperaturas, esta região está destinada a expandir-se, aumentando a secção transversal do planeta e permitindo-lhe absorver a radiação estelar de forma mais eficiente.

Para além de uma ligeira redução geral no brilho no final do trânsito, os dados obtidos pelo instrumento NIRSpec (Near-infrared spectrograph) do Webb revelam também um aumento no sinal de monóxido de carbono (CO). No entanto, isto parece ser um efeito da temperatura, não relacionado com um aumento nas moléculas de monóxido de carbono. Em contraste, a quantidade de água (H₂O) na atmosfera parece diminuir, ou seja, devido a uma diminuição real das moléculas de água.

As temperaturas na atmosfera superior são suficientemente elevadas para decompor as moléculas de água nos seus constituintes. Este resultado corrobora, mais uma vez, a existência de ventos quentes que aquecem a região do terminador noturno. Para detectar estas variações minúsculas, os astrônomos aproveitaram um comportamento peculiar dos planetas gasosos e quentes. A proximidade das suas estrelas hospedeiras sincroniza lentamente a sua rotação e o seu movimento orbital através das forças de maré, de tal forma que, eventualmente, uma rotação demora tanto tempo quanto uma revolução. Por fim, estes planetas apresentam dois hemisférios distintos: um lado quente constantemente voltado para a estrela e um lado oposto, mais escuro e mais frio.

O exoplaneta WASP-121 b é particularmente extremo, com temperaturas médias no hemisfério diurno em torno de 2.500º C, enquanto as do hemisfério noturno se aproximam dos 725º C. 

Para além de registrar a variação da luminosidade medida ao longo do tempo, os espectrógrafos decompõem a luz em componentes menores, tal como um prisma produz uma distribuição de cores semelhante a um arco-íris. Uma vez que os gases atmosféricos absorvem a luz em cores ou comprimentos de onda distintos, uma análise detalhada revela a sua composição química. Assim, a variação ao longo da direção de rotação traduz-se numa alteração dependente do tempo do sinal filtrado. No caso de WASP-121 b, o ângulo de rotação durante um trânsito completo ascende a cerca de 30 graus, o que é suficiente para sondar os terminadores do amanhecer e do anoitecer com alta precisão em longitude. 

Para verificar as temperaturas medidas que causariam a expansão local, os astrônomos executaram modelos que simulavam a distribuição do calor nas camadas superiores de um planeta gasoso, considerando as propriedades e a configuração do planeta e da sua estrela hospedeira. Embora estes modelos atmosféricos tenham confirmado o efeito assimétrico causado pelas variações espaciais de temperatura, os dados revelaram uma amplitude de sinal maior do que a prevista pelos modelos.

Estudos anteriores indicaram que podem existir nuvens, embora compostas não por gotículas de água, mas por minerais como silicatos. As nuvens podem proteger eficazmente a luz infravermelha emitida pelas camadas gasosas quentes subjacentes, simulando temperaturas mais baixas. É sabido que simular a física das nuvens, da condensação e da evaporação num ambiente dinâmico é difícil. Por conseguinte, os modelos físicos normalmente aplicados às atmosferas de exoplanetas, como o utilizado neste estudo, não têm em conta as nuvens, o que pode levar a resultados irrealistas.

Após ajustar a simulação para aproximar melhor o efeito das nuvens na radiação infravermelha proveniente de camadas mais profundas, os resultados revelaram-se mais consistentes com as observações. No entanto, apenas modelos mais sofisticados serão capazes de confirmar com segurança a presença de nuvens. As atualizações do modelo também irão melhorar futuras investigações que utilizem este método.

Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Max Planck Institute for Astronomy

Planetas recém-formados através das suas "impressões digitais" de poeira

Uma equipe de astrônomos, liderada pela Universidade de Warwick em colaboração com pesquisadores do MIT (Massachusetts Institute of Technology) e da Universidade McMaster, desenvolveu um método inovador para utilizar as propriedades dos anéis de poeira em torno das estrelas para estimar as massas de planetas recém-formados.

© A. Faruqi (simulação de um planeta embebido num disco protoplanetário)

Esta pesquisa oferece aos astrônomos uma nova maneira de localizar e caracterizar planetas que se encontram demasiado imersos no seu ambiente natal para serem observados diretamente.

Os planetas formam-se em discos giratórios de gás e poeira que rodeiam as estrelas jovens. Novos e potentes telescópios, como o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), revelaram que muitos destes discos protoplanetários contêm impressionantes estruturas em forma de anel. Há muito que se suspeitava que estas fossem pistas para os planetas que potencialmente orbitam dentro dos discos, mas até agora métodos robustos para as interpretar revelavam-se difíceis de encontrar.

Nesta pesquisa foram utilizadas simulações computacionais detalhadas para determinar como planetas de diferentes massas moldam os anéis de poeira à sua volta. Descobriu-se que a largura de um anel, a localização do seu ponto mais brilhante e a quantidade de poeira que contém apresentam, todas elas, sinais reveladores do planeta responsável.

Crucialmente, a equipe identificou uma relação matemática simples entre a localização do pico de brilho de um anel e a massa do seu planeta hospedeiro, uma relação que se mantém independentemente do comprimento de onda de observação ou do tamanho dos grãos de poeira que estão sendo observados. Isto implica na possibilidade de aplicar o método a observações existentes sem precisarem de conhecimento detalhado das condições do disco.

Para validar esta abordagem, os pesquisadores aplicaram o método a PDS 70, um dos poucos sistemas onde os planetas foram diretamente fotografados no interior do seu disco. Determinaram uma massa para o planeta PDS 70 c que está em forte concordância com estimativas independentes. Aplicaram também a técnica a cinco discos do recente levantamento exoALMA, prevendo novas estimativas de massa para os planetas que potencialmente se escondem no seu interior.

As descobertas abrem novas possibilidades para observações de discos que ajudarão a confirmar a existência de planetas que se suspeita estarem escondidos nos discos, revelarão outros totalmente novos e poderão elucidar os processos que podem ter desempenhado um papel na formação do nosso próprio Sistema Solar.

© ALMA (vinte discos protoplanetários próximos)

Conhecido como DSHARP (Disk Substructures at High Angular Resolution Project), este "Grande Programa" do ALMA produziu imagens impressionantes e de alta resolução de vinte discos protoplanetários próximos e proporcionou novas informações sobre a variedade de características que estes contêm e a velocidade com que os planetas podem surgir.

Outro resultado notável das simulações é que, em discos típicos, os planetas mais massivos em formação podem reter até vinte vezes a massa da Terra em poeira dentro desses anéis. Isto confirma as observações do ALMA, mas levanta a questão de por que razão não foram detectados novos planetas na poeira e nos seixos retidos no anel. Os resultados sugerem que a poeira é suficientemente abundante e concentrada para potencialmente dar início à formação de planetas.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Fonte: University of Warwick

Atividade magnética em exoplanetas

Uma equipe de astrônomos encontrou as pistas mais convincentes obtidas até à data de que alguns planetas fora do nosso Sistema Solar podem ser magnéticos.

© ESO (ilustração de um exoplaneta com campo magnético)

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT), do Observatório Europeu do Sul (ESO), e do telescópio Gemini North, os pesquisadores mediram as velocidades dos ventos em sete exoplanetas muito quentes, semelhantes a Júpiter.

As observações revelaram que os ventos nestes planetas são muito provavelmente regidos por campos magnéticos, proporcionando a primeira medição confiável de magnetismo em planetas fora do Sistema Solar.

O campo magnético da Terra influencia a nossa atmosfera de maneiras complexas e é, por isso, um fator determinante para compreendermos como é que o nosso planeta é capaz de suportar vida. Existem também campos magnéticos em outros planetas do Sistema Solar, como Júpiter e Saturno. No entanto, nos últimos 15 anos, ainda ninguém tinha conseguido medir diretamente a intensidade de campos magnéticos em exoplanetas, o que aconteceu agora.

A equipe, no entanto, não tinha como objetivo inicial medir campos magnéticos, mas sim ventos. Foram medidas as velocidades do vento em sete exoplanetas que orbitam estrelas diferentes: gigantes gasosos como Júpiter, cada um deles situado muito próximo da sua estrela anfitriã e com acoplamento de maré, ou seja, com a rotação sincronizada com a órbita. Tal como nós vemos apenas um lado da Lua, também estes planetas mantêm sempre uma face voltada para a sua estrela, o que resulta num lado diurno escaldante e num lado noturno gelado.

Esta diferença de temperaturas entre os dois lados do planeta dá origem a um clima muito diferente do existente na Terra, com a criação de ventos tremendamente fortes. As velocidades dos ventos nos exoplanetas observados variam entre cerca de 7.200 km/h e mais de 25.000 km/h. Em termos de comparação, em Júpiter os ventos mais rápidos atingem velocidades de cerca de 1.500 km/h.

Para as medições, a equipe utilizou dados do instrumento ESPRESSO, instalado no VLT do ESO, no deserto chileno do Atacama, e de um instrumento semelhante colocado no telescópio Gemini North, no Havaí, EUA. Ao analisarem como é que a velocidade dos ventos variava em função da temperatura do planeta, os pesquisadores viram surgir um padrão muito intrigante: quanto mais quente o planeta, mais lento o vento. Este resultado é totalmente contraintuitivo porque, em condições iguais, os planetas quentes dispõem, naturalmente, de mais energia para acelerar os ventos!

A equipe concluiu que a explicação mais plausível para este mistério passa, muito provavelmente, pela presença de campos magnéticos na globalidade do planeta, já que estes campos podem funcionar como um freio, abrandando assim o movimento de partículas carregadas na atmosfera. Os dados permitiram aos pesquisadores inferir a intensidade do campo magnético em cada um dos planetas estudados, tendo-se descoberto que é comparável à dos campos encontrados no nosso Sistema Solar: aproximadamente quatro vezes mais forte do que o de Saturno, ou cerca de metade da intensidade do de Júpiter.

Campos magnéticos tão intensos poderão afetar mais do que apenas os ventos nestes planetas distantes. Na Terra conhecemos a beleza das auroras boreais e austrais, onde partículas carregadas do Sol colidem com o nosso campo magnético e são guiadas para os polos, colidindo com gases na atmosfera para produzir espetáculos coloridos de verde, rosa e roxo. Nos exoplanetas estudados, as auroras induzidas magneticamente podem ser ainda mais espetaculares.

A equipe aguarda com expectativa a chegada do Extremely Large Telescope do ESO, que ajudará a caracterizar não só grandes exoplanetas, semelhantes a Júpiter, mas também outros menores, como a Terra, possivelmente até detectando gases que possam produzir auroras nestes mundos distantes.

Este trabalho foi descrito num artigo científico publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: ESO

Identificados os exoplanetas com maior período orbital

Uma colaboração internacional de astrônomos liderada pela ULL (Universidade de La Laguna) e pelo IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) identificou dois planetas intrigantes, gigantescos, mas de baixa densidade, que orbitam a estrela HD 114082.

© IAC (ilustração do sistema planetário HD 114082)

Esta estrela tem apenas 15 milhões de anos, ou seja, é muito mais jovem do que o Sol (com 4,6 bilhões de anos), gira 15 vezes mais depressa, tem 28% mais massa e é cerca de mil graus mais quente e quase quatro vezes mais luminosa. Os seus planetas recebem cerca de 200 vezes mais luz e calor do que Júpiter.

O estudo, que envolveu a separação do fraco sinal planetário do sinal estelar, oferece pistas acerca da formação dos exoplanetas e ajuda a contextualizar o Sistema Solar. Foram identificados dois exoplanetas gigantes. Destacam-se entre os mais jovens detectados por passarem à frente da sua estrela, pois demoram mais tempo para completar uma órbita. O planeta interior, 20% mais próximo da sua estrela do que a Terra do Sol, tem o tamanho de Júpiter. O planeta exterior encontra-se à mesma distância orbital que a Terra e tem um raio 36% maior do que o de Júpiter e uma densidade média mais de 7,5 vezes inferior à da água, pelo que flutuaria. Os planetas movem-se em órbitas quase circulares no mesmo plano e podem estar em ressonância.

A partir das observações, foram geradas curvas de luz estelar (intensidade em função do tempo). Estas mostram quatro diminuições não consecutivas do planeta interior HD 114082 b. Cada diminuição de brilho, ou trânsito, deve-se ao fato de o planeta passar à frente da estrela, bloqueando uma pequena fração da sua luz do ponto de vista do Sistema Solar.

Estes dados permitiram determinar o seu período orbital com uma precisão de minutos: 225 dias, 13 horas e 12 minutos (incerteza de 34,56 segundos). O período do planeta exterior, HD 114082 c, 314 dias (margem de erro de 9%), foi estimado a partir de um único trânsito confirmado por dois instrumentos e medições suplementares. A atração gravitacional entre os dois planetas manifesta-se através de um efeito de "jogo da corda", que atrasa ou antecipa o trânsito do planeta companheiro; este efeito, tanto mais pronunciado quanto mais próximos de uma ressonância estes gigantes estiverem, pode ser medido mesmo que as suas massas sejam pequenas.

Como e onde é que se formaram estes planetas?

Estes gigantes formaram-se no disco protoplanetário, rico em gás e poeira, em torno da estrela. Inicialmente, acumularam material até formarem um núcleo sólido. Quando atingiram uma determinada massa, iniciou-se um descontrolado processo de acreção de gás e o calor interno provocou a expansão do seu invólucro. A teoria sugere que dois planetas nascidos muito próximos um do outro tendem a atingir massas semelhantes. A massa medida do planeta exterior é, no máximo, 24% da de Júpiter, ou seja, 4,4 vezes a massa de Netuno.

Estes gigantes devem ter influenciado as órbitas dos asteroides e cometas remanescentes da formação planetária mais próximos da estrela, organizando-os num cinturão que se encontra no mesmo plano que as órbitas dos planetas.

As descobertas obtidas colocam este sistema planetário em torno de HD 114082 no centro das atenções da comunidade exoplanetária. Nos próximos anos, observações de acompanhamento com instalações como as utilizadas neste trabalho e outras, tais como o telescópio espacial James Webb, permitirão caracterizar este sistema único com maior detalhe, desde a determinação precisa das massas dos planetas até à descoberta da composição química das suas atmosferas e outros mistérios ainda por resolver.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Instituto de Astrofísica de Canarias

As origens de um par incomum de planetas

Um par planetário orbita uma estrela a cerca de 190 anos-luz da Terra. Um Júpiter quente, normalmente "solitário", partilha o espaço com um mini-Netuno, numa combinação rara e improvável que tem intrigado os astrônomos desde a descoberta do sistema em 2020.

© K. Chakraborty (ilustração de um mini-Netuno e um Júpiter quente)

Agora, cientistas do MIT (Massachusetts Institute of Technology) conseguiram vislumbrar a atmosfera do mini-Netuno, que trafega dentro da órbita do seu companheiro do tamanho de Júpiter, e descobriram pistas para explicar as origens deste sistema planetário incomum.

No estudo, os cientistas relatam novas medições da atmosfera do mini-Netuno, realizadas com o telescópio espacial James Webb da NASA. É a primeira vez que os astrônomos medem a composição de um mini-Netuno que reside dentro da órbita de um Júpiter quente. As suas medições revelam que o planeta menor tem uma atmosfera "pesada", rica em vapor de água, dióxido de carbono, dióxido de enxofre e traços de metano.

Uma atmosfera tão pesada não teria sido adquirida pelo planeta se este se tivesse formado na sua localização atual, muito perto da sua estrela. Em vez disso, os cientistas afirmam que as descobertas apontam para uma teoria alternativa sobre a sua origem: tanto o mini-Netuno como o Júpiter quente podem ter-se formado muito mais longe, na região mais fria do disco protoplanetário. Aí, os planetas poderiam ter acumulado lentamente atmosferas de gelo e outros compostos voláteis. Com o tempo, os planetas foram provavelmente atraídos para a estrela num processo gradual que os manteve próximos, com as suas atmosferas intactas.

Os resultados da equipe são os primeiros a mostrar que os mini-Netunos podem formar-se para além da "linha de gelo" de uma estrela. Esta fronteira refere-se à distância mínima de uma estrela onde a temperatura é suficientemente baixa para que a água se condense instantaneamente em gelo. Tal como o próprio nome indica, os mini-Netunos são planetas com uma massa inferior à de Netuno. São considerados anões gasosos, compostos principalmente por gás, com um núcleo interno rochoso. Os mini-Netunos são os planetas mais comuns na Via Láctea, embora, curiosamente, não exista nenhum mundo deste tipo no nosso próprio Sistema Solar.

Os astrônomos observaram muitos planetas orbitando uma grande variedade de estrelas em diversos sistemas planetários. Os mini-Netunos, portanto, são geralmente considerados planetas comuns. Os astrônomos fizeram a descoberta do sistema utilizando o TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA. Analisaram as medições do TESS relativas a TOI-1130, uma estrela localizada a 190 anos-luz da Terra, e detectaram sinais de um mini-Netuno e de um Júpiter quente, orbitando a estrela a cada quatro e oito dias, respectivamente.

Os Júpiteres quentes são "solitários", o que significa que não têm planetas companheiros dentro das suas órbitas. São tão massivos e a sua gravidade é tão forte que tudo o que se encontra dentro da sua órbita acaba por ser disperso. Mas, de alguma forma, neste Júpiter quente, um companheiro interior sobreviveu. E isso levanta questões sobre como é que um sistema deste tipo se poderia ter formado.

Foi descoberto que o mini-Nepuno e o Júpiter quente se encontravam em "ressonância de movimento médio", o que significa que cada um pode afetar o movimento do outro, puxando e empurrando, variando ligeiramente o tempo que cada um demora para orbitar a sua estrela. A partir das medições do telescópio espacial James Webb, a equipe descobriu que o planeta absorvia comprimentos de onda específicos da água, do dióxido de carbono, do dióxido de enxofre e, em menor grau, do metano. Estas moléculas são mais pesadas do que o hidrogênio e o hélio, que constituem atmosferas mais leves. Se os mini-Netunos se formassem muito perto da sua estrela, deveriam ter atmosferas leves. Mas os novos resultados da equipe contrariam essa suposição e apresentam uma nova forma como os mini-Netunos se poderiam ter formado.

Uma vez que foram encontradas moléculas mais pesadas na atmosfera de TOI-1130 b, que orbita muito próximo da sua estrela, os cientistas afirmam que a única explicação possível para a sua composição é que o planeta se formou muito mais longe do que a sua localização atual. O planeta provavelmente acumulou a sua atmosfera densa de água e outros compostos voláteis, como dióxido de carbono e dióxido de enxofre, na região gelada para além da linha de gelo da estrela. Neste ambiente muito mais frio, a água condensa-se nas partículas de poeira para formar pedrinhas geladas, que um planeta em formação pode atrair para a sua atmosfera. A água evapora-se à medida que migra lentamente para mais perto da sua estrela.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Massachusetts Institute of Technology

Revelado sistema multiplanetário em constante mudança

Astrônomos da Universidade do Novo México realizaram um novo estudo que confirma a existência de três corpos celestes no sistema de exoplanetas TOI-201.

© T. Vick (sistema exoplanetário TOI-201)

Estes incluem uma super-Terra (TOI-201 d), um Júpiter morno (TOI-201 b) e uma anã marrom (TOI-201 c). 

O objetivo era caracterizar o sistema planetário TOI-201 para compreender não apenas quais os planetas que lá existem, mas também como interagem dinamicamente uns com os outros. Isto ajuda os cientistas a entender como os sistemas planetários, tal como o nosso próprio Sistema Solar, se formam e evoluem ao longo do tempo.

A super-Terra (TOI-201 d) é um planeta rochoso com cerca de 1,4 vezes o tamanho da Terra e aproximadamente 6 vezes a sua massa, completando uma órbita a cada 5,85 dias. Está muito perto da sua estrela e provavelmente é demasiado quente para abrigar água líquida.

O Júpiter morno (TOI-201 b) é um gigante gasoso com cerca de metade da massa de Júpiter, orbitando a cada 53 dias. Os "Júpiteres mornos" situam-se entre os "Júpiteres quentes" mais próximos (órbitas de poucos dias) e os gigantes gasosos frios e distantes, como Júpiter (~12 anos). São cientificamente interessantes porque não se compreende totalmente como chegaram às órbitas em que se encontram.

A anã marrom (TOI-201 c) é o corpo mais massivo do sistema, além da estrela, numa órbita ampla e altamente elíptica com um período de aproximadamente 8 anos. A sua influência gravitacional é responsável pela maior parte do comportamento dinâmico do sistema. TOI-201 c é também o objeto em trânsito com o período mais longo já descoberto. TOI-201 c é única devido ao seu período orbital extremamente longo (~7,9 anos) e à sua localização num sistema com dois planetas interiores. A maioria das anãs marrons em trânsito conhecidas orbita muito mais perto das suas estrelas.

Uma vez que a massa de TOI-201 c se situa perto do limite que separa os planetas massivos das anãs marrons, um dos mistérios que este sistema suscita é se este corpo se formou como um planeta ou como uma estrela. Para contextualizar, uma anã marrom tem uma massa 13 vezes superior à de Júpiter, mas continua a ser demasiado pequena para ser classificada como uma verdadeira estrela. Não consegue sustentar a fusão de hidrogênio no seu núcleo, tal como o Sol. Neste sistema daqui a 200 anos, apenas dois dos três objetos continuarão em trânsito.

Os pesquisadores utilizaram uma combinação de quatro técnicas de observação para confirmar o sistema.

A primeira é a espectroscopia (velocidades radiais), que mede a oscilação da estrela causada pelos planetas em órbita e ajuda a determinar as suas massas.

A segunda técnica é a fotometria de trânsito, que envolve registar a ligeira queda de luz da estrela quando um planeta passa à sua frente. Foram utilizados trânsitos do telescópio espacial TESS da NASA e observações terrestres do telescópio ASTEP na Antártida, um projeto liderado pelo Observatoire de la Côte d’Azur, em Nice. Também foram incluídas observações de trânsitos da rede global de telescópios LCOGT, com instalações no Chile, na Austrália e na África do Sul, que desempenharam um papel fundamental na análise.

A terceira técnica incluiu Variações de Tempo de Trânsito (VTTs), que medem pequenos desvios de quando ocorrem os trânsitos de um planeta, indicando a presença da atração gravitacional de outro planeta. 

Por fim, os pesquisadores utilizaram a astrometria, que recorre a dados das missões espaciais Hipparcos e Gaia para detectar pequenos desvios na posição da estrela no céu causados por uma companheira massiva invisível.

O próximo trânsito de TOI-201 c está previsto para 26 de março de 2031, o que proporcionará uma oportunidade rara para observações de acompanhamento em todo o mundo, incluindo por parte de cientistas cidadãos.

Um artigo foi publicado no periódico Science Advances.

Fonte: Instituto de Astrofísica de Canarias

A linha divisória entre planetas e estrelas

Onde fica a linha que divide as estrelas dos planetas mais massivos?

© J. Olmsted (ilustração do exoplaneta 29 Cygni b)

Os cientistas pensam que isso possa depender da maneira como se formaram. Terá sido através de um processo ascendente, crescendo gradualmente ao longo do tempo, ou de um processo descendente, no qual uma grande coleção de gás e poeira se fragmenta em pedaços menores, do tamanho de planetas? Os astrônomos utilizaram o telescópio espacial James Webb para estudar um objeto com uma massa cerca de 15 vezes superior à de Júpiter, o que o coloca exatamente na linha divisória entre os dois processos. Descobriram que o objeto, denominado 29 Cygni b, que orbita uma estrela próxima, provavelmente se formou de modo ascendente, em vez de descendente, ou seja, formou-se como um planeta, não como uma estrela.

Os planetas, como os do nosso Sistema Solar, formam-se num processo de ascendente, em que pequenos pedaços de rocha e gelo se aglomeram e crescem com o tempo. Mas quanto mais pesado for o planeta, mais difícil é explicar a sua formação dessa forma. Os astrônomos encontraram múltiplas linhas de evidência de que 29 Cygni b se formou a partir deste processo ascendente, recolhendo novas informações sobre como os planetas mais massivos surgiram.

Entende-se, de forma geral, que o processo de formação planetária ocorre dentro de gigantescos discos de gás e poeira em torno das estrelas, através de um processo chamado acreção. A poeira aglomera-se em seixos, que colidem e crescem cada vez mais, formando protoplanetas e, eventualmente, planetas. Os maiores, por sua vez, recolhem gás para se tornarem gigantes como Júpiter. Uma vez que a formação de gigantes gasosos demora mais tempo e o disco de material formador de planetas acaba por evaporar-se e desaparecer, os sistemas planetários acabam por ter muito mais planetas pequenos do que planetas grandes.

Em contrapartida, as estrelas formam-se quando uma vasta nuvem de gás se fragmenta e cada pedaço entra em colapso sob a sua própria gravidade, tornando-se cada vez mais pequeno e denso. Teoricamente, um processo de fragmentação semelhante poderia ocorrer também no interior dos discos protoplanetários. Isso poderia explicar por que razão alguns objetos muito massivos são encontrados a bilhões de quilômetros das suas estrelas hospedeiras, em regiões onde o disco protoplanetário deveria ser demasiado rarefeito para que a acreção ocorresse. 29 Cygni b situa-se na linha divisória entre o que pode ser explicado por estes dois mecanismos diferentes. Tem 15 vezes a massa de Júpiter e orbita a sua estrela a uma distância média de 2,4 bilhões de quilômetros, aproximadamente a mesma distância que Urano no nosso Sistema Solar.

O programa de observação da equipe utilizou o instrumento NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb no seu modo coronográfico para captar imagens diretas de 29 Cygni b. Este planeta foi o primeiro de quatro objetos alvo do programa, todos os quais se sabe que têm massas entre 1 e 15 vezes a de Júpiter. E também os alvos deveriam orbitar até cerca de 15 bilhões de quilômetros das suas estrelas. Os planetas são todos jovens e ainda quentes devido à sua formação, com temperaturas que variam entre cerca de 530 e 1.000 graus Celsius. Isto garantiria que a química atmosférica fosse semelhante à dos planetas do sistema HR 8799, que a equipe já tinha estudado anteriormente.

Ao escolher filtros adequados, foi possível procurar sinais de luz absorvida pelo dióxido de carbono (CO2) e pelo monóxido de carbono (CO), o que permitiu determinar a quantidade desses elementos químicos mais pesados (metais). Foram encontrados fortes indícios de que 29 Cygni b é rico em metais em relação à sua estrela hospedeira, que é semelhante ao nosso Sol em termos de composição. Dada a massa do planeta, a quantidade de elementos pesados que contém é equivalente a cerca de 150 Terras. Isto sugere que acretou grandes quantidades de sólidos ricos em metais a partir de um disco protoplanetário.

Os astrônomos também utilizaram uma rede de telescópios ópticos terrestres chamada CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy) para determinar se a órbita do planeta está alinhada com a rotação da estrela. Confirmaram esse alinhamento, o que seria de esperar para um objeto que se formou a partir de um disco protoplanetário.

Em conjunto, estas evidências sugerem fortemente que 29 Cygni b se formou dentro de um disco protoplanetário através da rápida acreção de material rico em metais. À medida que os dados forem recolhidos sobre os outros três alvos do programa, planeja-se procurar indícios de diferenças de composição entre os planetas de menor massa e os de maior massa. Isto deverá proporcionar novos conhecimentos sobre os seus mecanismos de formação.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: ESA

Um planeta gigante orbita uma estrela pequena

Observações de um exoplaneta altamente incomum, TOI-5205 b, realizadas pelo telescópio espacial James Webb, sugerem que a sua atmosfera contém menos elementos pesados do que a estrela hospedeira.

© Instituto Carnegie (ilustração de exoplaneta em órbita de estrela vermelha)

Estas descobertas têm implicações para a nossa compreensão do processo de formação de planetas gigantes que ocorre nas fases iniciais da vida de uma estrela.

O TOI-5205 b é um exoplaneta do tamanho de Júpiter que orbita uma estrela que, por sua vez, tem cerca de quatro vezes o tamanho de Júpiter e cerca de 40% da massa do Sol. Quando passa à frente da sua estrela hospedeira, ou seja, quando realiza um trânsito, o planeta bloqueia cerca de 6% da sua luz. Ao observar este trânsito com espectrógrafos, que dividem a luz nas suas cores constituintes, os astrônomos podem tentar decifrar a composição atmosférica do planeta e aprender mais sobre a sua história e relação com a sua estrela hospedeira.

Os planetas nascem do disco giratório de gás e poeira que rodeia uma estrela na sua juventude. Embora seja geralmente aceito que os planetas gigantes se formam nestes discos resultantes do nascimento da estrela progenitora, a existência de planetas massivos como TOI-5205 b em órbita de estrelas frias a distâncias próximas levanta muitas questões sobre este processo. Para esclarecer melhor esta questão, está sendo executado o maior programa de exoplanetas do Ciclo 2 do telescópio espacial James Webb, intitulado "Anãs Vermelhas e os Sete Gigantes", concebido para estudar mundos improváveis como TOI-5205 b, por vezes designados por GEMS (“giant exoplanets around M dwarf stars”).

Em 2023, foi confirmado a existência de TOI-5205 b, dando seguimento às informações do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, que o identificou pela primeira vez como um candidato a planeta. As observações de três trânsitos de TOI-5205 b revelaram algo que os astrônomos não conseguiram explicar facilmente. Ficaram surpreendidos ao ver que a atmosfera do planeta tem uma concentração mais baixa de elementos pesados, em relação ao hidrogênio. do que um planeta gigante gasoso do nosso próprio Sistema Solar, como Júpiter. Tem até uma metalicidade mais baixa do que a sua própria estrela hospedeira. Isto faz com que se destaque entre todos os planetas gigantes que foram estudados até à data. Além disso, embora menos surpreendente, os trânsitos revelaram metano (CH₄) e sulfureto de hidrogênio (H₂S) na atmosfera de TOI-5205 b.

Para contextualizar as descobertas, os astrônomos utilizaram modelos sofisticados do interior planetário para prever que a composição total de TOI-5205 b é cerca de 100 vezes mais rica em metais do que a sua atmosfera, tal como medido pelos trânsitos. Foi observada Uma metalicidade muito inferior à prevista pelos modelos para a composição global do planeta, calculada a partir de medições da massa e do raio do planeta. Isto sugere que os seus elementos pesados migraram para o interior durante a formação e que, atualmente, o seu interior e a sua atmosfera não se misturam. Em resumo, estes resultados sugerem uma atmosfera planetária muito rica em carbono e pobre em oxigênio.

Um artigo foi publicado no periódico The Astronomical Journal.

Fonte: Carnegie Science

A ligação da composição dos exoplanetas e de suas estrelas hospedeiras

Os astrônomos descobriram que um planeta gigante, WASP-189b, reflete a composição da sua estrela hospedeira, fornecendo a primeira evidência direta de um conceito fundamental da astrobiologia.

© NOIRLab (ilustração de Júpiter ultraquente orbitando estrela)

Esta descoberta foi alcançada através da primeira medição simultânea de magnésio e silício gasosos na atmosfera de um planeta. A equipe utilizou o telescópio Gemini South, metade do Observatório Internacional Gemini.

A quase 320 anos-luz de distância, na direção da constelação de Balança, encontra-se WASP-189b, um exoplaneta classificado como Júpiter ultraquente. Os Júpiteres ultraquentes têm temperaturas suficientemente elevadas para vaporizar elementos formadores de rochas, como o magnésio (Mg), o silício (Si) e o ferro (Fe), oferecendo uma oportunidade rara de observar estes elementos através da espectroscopia, ou seja, a técnica de decompor a luz nos seus comprimentos de onda componentes para identificar a presença de substâncias químicas.

Os astrônomos observaram o exoplaneta WASP-189b utilizando o instrumento IGRINS (Immersion GRating INfrared Spectrograph) quando este esteve temporariamente montado no telescópio Gemini South, no Chile. Este poderoso instrumento permitiu-lhes medir simultaneamente o conteúdo de magnésio e silício na atmosfera do exoplaneta. Esta é a primeira vez que tal medição é realizada, e os dados revelam que WASP-189b partilha a mesma proporção de magnésio para silício que a sua estrela hospedeira. Esta descoberta fornece a primeira evidência observacional de uma hipótese amplamente aceita acerca da formação de planetas e abre um novo caminho para compreender como os exoplanetas se formam e evoluem.

Pensa-se que planetas gigantes e quentes como WASP-189b tenham uma camada exterior de gás cuja composição química é influenciada pelo disco de material no qual se formaram, conhecido como discos protoplanetários. E os pesquisadores assumem que a proporção de elementos formadores de rochas num disco protoplanetário corresponde à da estrela hospedeira, uma vez que ambos nasceram da mesma nuvem primordial de material.

Esta ligação química inferida entre uma estrela e os planetas que se formam à sua volta é frequentemente utilizada para modelar a composição de exoplanetas rochosos. Esta ligação baseava-se anteriormente em medições realizadas no nosso Sistema Solar e, até agora, não tinha sido observada diretamente em planetas em outros locais.

O WASP-189b proporciona-nos um ponto de referência observacional para a nossa compreensão da formação de planetas terrestres, uma vez que oferece uma quantidade mensurável que valida a suposta semelhança entre a composição estelar e a proporção de material rochoso em torno das estrelas hospedeiras utilizado para formar planetas.

Esta suposição não só é útil para compreender a formação de planetas, como também é fundamental para o campo da astrobiologia, que inclui o estudo de ambientes habitáveis no Sistema Solar. Ao medir a composição química de uma estrela, os cientistas podem inferir a abundância de elementos formadores de rochas nos exoplanetas da estrela, o que pode determinar as condições geoquímicas que tornam um planeta habitável. Por exemplo, os elementos formadores de rochas na Terra são, em parte, responsáveis pelo nosso campo magnético protetor, pela tectônica de placas e pela liberação de substâncias químicas essenciais à vida na nossa atmosfera, oceanos e solo.

À medida que o campo dos exoplanetas se volta para a caracterização de planetas terrestres e procura elucidar as condições habitáveis de mundos rochosos, as evidências empíricas que validam a relação entre as composições estelares e planetárias representam um fundamental passo em frente. E o nível de resolução espectral necessário para este tipo de estudos está atualmente disponível apenas em telescópios terrestres.

Novas observações de alta resolução em múltiplos comprimentos de onda, para estudar atmosferas de exoplanetas como a de WASP-189b, vão ajudar a revelar o inventário químico mais abrangente que existe em mundos distantes. Tais estudos permitirão uma compreensão mais profunda das condições que regem as origens, a evolução e a potencial habitabilidade dos planetas.

Um artigo foi publicado na revista Nature Communications.

Fonte: Gemini Observatory

Os melhores locais para procurar vida extraterrestre

Os astrônomos determinaram os melhores locais para procurar vida extraterrestre no Universo.

© G. Lowry / P. C. Budassi (diagrama dos limites da zona habitável)

O diagrama ilustra os limites da zona habitável em diferentes tipos de estrelas com exoplanetas rochosos. Os limites da zona habitável variam consoante a cor da estrela, uma vez que diferentes comprimentos de onda da luz aquecem a atmosfera de um planeta de forma diferente.

Entre os mais de 6.000 exoplanetas descobertos até agora, identificaram pouco menos de 50 mundos rochosos com maior probabilidade de serem habitáveis. Os pesquisadores utilizaram utilizaram novos dados da missão Gaia da ESA e do Exoplanet Archive da NASA para identificar planetas na chamada zona habitável. Esta é uma área que não fica demasiado perto de uma estrela hospedeira, onde seria demasiado quente, nem demasiado longe, onde seria demasiado frio. Significa também que, tal como a Terra, é muito mais provável que um planeta tenha água à sua superfície, o que é um ingrediente essencial para a vida. A pesquisa científica também selecionou os mundos que recebem da sua estrela uma quantidade de energia mais semelhante à que a Terra recebe do Sol.

Os pesquisadores identificaram 45 mundos rochosos que podem suportar vida na zona habitável, e outros 24 numa zona habitável 3D mais restrita, que parte de um pressuposto mais conservador sobre a quantidade de calor que um planeta pode suportar antes de perder a sua habitabilidade. Entre eles encontram-se alguns exoplanetas famosos, incluindo Proxima Centauri b, TRAPPIST-1 f e Kepler-186 f, bem como outros menos conhecidos, como TOI-715 b. Os planetas mais interessantes da lista, segundo os autores, são TRAPPIST-1 d, e, f e g, que se encontram a 40 anos-luz da Terra, bem como LHS 1140 b, que está a 48 anos-luz de distância.

A possibilidade de estes planetas terem água na forma líquida depende, em parte, da sua capacidade de reter uma atmosfera. Os mundos que recebem luz das suas estrelas de forma mais semelhante à que a Terra moderna recebe do Sol são os planetas em trânsito TRAPPIST-1 e, TOI-715 b, Kepler-1652 b, Kepler-442 b, Kepler-1544 b e os planetas Proxima Centauri b, GJ 1061 d, GJ 1002 b e Wolf 1069 b, que fazem as suas estrelas oscilarem.

Os pesquisadores também esperam que os planetas que identificaram perto dos limites da zona habitável ajudem a esclarecer exatamente onde termina a habitabilidade e se as teorias dos cientistas sobre esses limites estão corretas. Embora a ideia da zona habitável tenha vindo a ser desenvolvida desde a década de 1970, novas observações serão fundamentais para determinar se certas suposições precisam de ser adaptadas.

Além disso, os exoplanetas com órbitas elípticas incomuns em torno da sua estrela podem revelar a importância da variação da quantidade de calor que atinge um mundo e ajudar a responder à questão de saber se um planeta precisa de permanecer na zona habitável ou se pode entrar e sair dela e continuar a ser habitável. Os planetas em trânsito que podem testar o limite da habitabilidade na orla interna são K2-239 d, TOI-700 e e o K2-3 d – bem como os planetas Wolf 1061 c e GJ 1061 c, que fazem as suas estrelas oscilarem. TRAPPIST-1 g, Kepler-441 b e GJ 102 podem sondar a orla exterior da habitabilidade, onde se torna extremamente frio.

Qual é o grau de excentricidade orbital que um planeta pode ter e ainda assim manter a água na sua superfície e as condições de habitabilidade? Foram identificados planetas nos limites interno e externo da zona habitável, bem como aqueles com as excentricidades mais elevadas, para testar a compreensão do que é necessário para um planeta ser e permanecer habitável. 

Observar estes pequenos exoplanetas é a única forma de confirmar se possuem atmosferas e se é necessário rever as ideias sobre o que define a zona habitável. Foram analisados dez planetas que recebem radiação muito semelhante à da Terra, e identificados dois que estão suficientemente próximos para serem estudados com os telescópios atuais ou futuros: TRAPPIST-1 e e TOI-715 b. O sistema planetário TRAPPIST-1 é um dos principais focos de observação do telescópio espacial James Webb. Tanto TRAPPIST-1 como TOI-715 são pequenas estrelas vermelhas, o que facilita a observação dos pequenos planetas do tamanho da Terra que orbitam em seu redor.

Um artigo foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Carl Sagan Institute