Mensageiro Sideral

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Salvador Nogueira é jornalista de ciência e autor de 11 livros

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Astrônomos encontram sistema planetário com sete mundos rochosos, quiçá habitáveis

Por Salvador Nogueira

Com coletiva organizada pela Nasa e publicação simultânea na revista científica “Nature”, um grupo de astrônomos acaba de anunciar uma descoberta extraordinária: um sistema com sete planetas, dos quais todos eles, em princípio, poderiam conservar água em estado líquido em sua superfície — condição tida pelos cientistas como essencial para a vida. Três deles em particular parecem mais promissores para a presença de oceanos.

O sistema orbita uma pequena estrela localizada a cerca de 40 anos-luz da Terra, na constelação de Aquário. É na vizinhança do ponto de vista astronômico, mas ainda muito além das nossas tecnologias atuais para uma visita. Uma sonda com nossa tecnologia atual (viajando a 62 mil km/h) levaria cerca de 700 mil anos só para chegar lá. Em um avião de passageiros, o tempo de viagem ficaria mais longo: 44 milhões de anos. Meio fora de mão.

Chamado de Trappist-1, o astro é tão pequeno que tem um diâmetro apenas um pouco maior do que Júpiter, o maior planeta do Sistema Solar. Seus planetas, por sua vez, têm todos porte similar ao do nosso — alguns um pouco menores, outros um pouco maiores — e passam rotineiramente à frente de sua estrela-mãe do ponto de vista de quem está aqui na Terra. Foi graças a isso que eles foram descobertos.

No ano passado, usando um telescópio dedicado de 60 cm instalado em La Silla, chamado Trappist, os cientistas haviam descoberto três planetas. Observações subsequentes feitas com o telescópio espacial de infravermelho Spitzer, da Nasa, e com o VLT (Very Large Telescope), do ESO (Observatório Europeu do Sul), revelaram outros quatro (na verdade cinco, já que o terceiro do estudo anterior na verdade se revelou ser uma combinação do sinal de dois planetas até então não identificados).

CONFIRA A COLETIVA DA NASA, COM TRADUÇÃO SIMULTÂNEA

Uma grande combinação de fatores torna a descoberta uma das mais importantes da história da pesquisa de exoplanetas até agora — a proximidade daqui, o número de planetas rochosos, a distância que cada um deles guarda de sua estrela, o tamanho diminuto do astro central e, sobretudo, a possibilidade de monitorar os chamados trânsitos planetários. Tudo isso favorece a possibilidade de que muito em breve — no mais tardar já no ano que vem — os astrônomos serão capazes de investigar as condições que realmente predominam nesses mundos e descobrir quais são habitáveis mesmo, se é que algum deles é.

O Telescópio Espacial James Webb, com lançamento marcado pela Nasa para o ano que vem, terá a capacidade de detectar sinais da composição da atmosfera dos planetas de Trappist-1. E talvez até mesmo o Hubble seja capaz de dizer algo a respeito deles agora.

Com isso, poderemos testar muitos de nossos modelos — e sanar muitas de nossas dúvidas — sobre a real habitabilidade de planetas de porte similar ao da Terra em torno de estrelas anãs vermelhas, astros bem menores que o nosso Sol.

Comparação entre o tamanho do Sol e o da estrela anã vermelha Trappist-1 (Crédito: ESO)

A CONFUSÃO DA HABITAÇÃO
Por falar nisso, o Mensageiro Sideral aposta que você ouvirá hoje todo tipo de confusão a respeito de quantos desses mundos podem ser de fato habitáveis.

O mais comum nesses casos é os cientistas usarem o critério de zona habitável — a região do sistema que não é nem muito quente, nem muito fria, e seria ideal para a manutenção de água em estado líquido.

Um modelo “otimista” de zona habitável foi sugerido por Erik Petigura e seus colegas da Universidade da Califórnia em Berkeley, em 2013, e estipula que ela seria a faixa ao redor da estrela em que um planeta receberia no mínimo um quarto e no máximo quatro vezes a radiação com que o Sol banha a Terra.

Por esse critério, o sistema Trappist-1 teria cinco planetas na zona habitável. O primeiro ficaria fora por pouco, ao receber cerca de 4,25 vezes a radiação incidente sobre a Terra, e o sétimo, que receberia pouco mais de um décimo (com uma incerteza grande, porque desse planeta só foi observado um único trânsito, o que deixa uma enorme margem de erro sobre o tempo que leva para ele completar uma volta em torno da estrela).

Definições mais rigorosas (e portanto estreitas) da zona habitável a deixam apenas com quatro ou três planetas. Esse, por sinal, é o número usado na nota divulgada à imprensa pelo ESO, supostamente atribuindo ao estudo essa conta. Mas não é bem isso que o artigo científico original diz.

Com efeito, os descobridores do sistema, liderados por Michaël Gillon, da Universidade de Liège, na Bélgica, escrevem logo no resumo de seu artigo para a “Nature”: “os sete planetas têm temperaturas de equilíbrio baixas o suficiente para tornar possível a presença de água líquida em suas superfícies”.

Concepção artística do sistema Trappist-1 (Crédito: ESO)

Isso quer dizer que estejam todos na zona habitável então? Não. Até porque, como vimos, há várias definições possíveis para a zona habitável, e mesmo estar dentro dela não é garantia de habitabilidade (pergunte à Lua). Só quer dizer que, em princípio, todos eles podem ser ao menos minimamente adequados para a vida. Mas isso, contudo, só será verdade se os planetas internos tiverem atmosferas capazes de manter um efeito estufa bem fraquinho, de forma a não serem muito quentes, e o mais externo tiver o fenômeno inverso — um superefeito estufa capaz de mantê-lo aquecido mesmo mais distante de seu sol. Ninguém espera que todos eles estejam configurados exatamente de modo a permitir água líquida, claro.

Para tentar encaminhar essa questão de uma forma um pouco mais concreta, os pesquisadores fizeram um exercício adicional com os planetas de modo a simular suas condições climáticas caso eles tivessem atmosferas similares à da Terra. Nessas circunstâncias, os três planetas mais internos seguiriam uma rota evolutiva de um efeito estufa descontrolado (à moda de Vênus, que tem temperaturas de 460 graus Celsius à sombra, embora receba apenas o dobro da radiação que a Terra recebe e reflita 80% disso de volta para o espaço por conta da intensa refletividade de suas nuvens) e os outros três poderiam ter oceanos de água líquida (e provavelmente foi desse trecho que o pessoal de imprensa do ESO tirou seu número).

Sendo radicalmente criterioso, podemos destacar que apenas um planeta no sistema — o terceiro — recebe nível de radiação bem próximo do terrestre, apenas 14% a mais.

E aí, qual é a sua aposta? Temos aí sete planetas habitáveis? Cinco? Quatro? Três? Um? Nenhum? Na verdade, todas essas discordâncias entre as diferentes maneiras de olhar a questão são um jeito bem longo e enfadonho de dizer: “não sabemos”. Mas esse é justamente o charme do sistema Trappist-1. Ele será o laboratório ideal, com planetas potencialmente dominados por vapor d’água, outros quiçá com oceanos e um ou dois possivelmente congelados (como inteligentemente ilustra a imagem lá em cima, que serviu de capa para a “Nature”).

Ao estudar os planetas de Trappist-1, teremos uma ótima chance de, em breve, saber como o nível de radiação influencia a habitabilidade de mundos de porte similar ao da Terra — baseado não em cálculos e especulações, mas em observações diretas das atmosferas desses mundos.

Toda vez que eles transitam à frente de sua estrela, parte da luz estelar passa de raspão por seu invólucro de ar e chega até nós, carregando consigo a “assinatura” de átomos e moléculas que encontrou pelo caminho.

Com base nesse “espectro”, os cientistas poderão identificar características como composição da atmosfera, densidade e temperatura, e elas ajudarão a realizar modelagens mais efetivas da dinâmica desses planetas. O Telescópio Espacial James Webb, a partir do ano que vem, com certeza será capaz de detectar esse sinal dos planetas de Trappist-1; e o Hubble talvez possa iniciar esse trabalho agora mesmo!

Uma comparação entre os mundos de Trappist-1 e os planetas rochosos do Sistema Solar. (Crédito: Nasa)

UM SISTEMA BEM CARACTERIZADO
Apesar de não termos ainda essas informações ambientais individuais de cada planeta, é notável o quanto já foi possível descobrir dos mundos do Trappist-1 só com o estudo inicial de seus padrões de trânsito.

Em tese, a observação da passagem de um planeta à frente de sua estrela só pode revelar o seu tamanho relativo, comparado ao astro central, e sua órbita aproximada. Quanto maior o percentual de bloqueio da luz estelar, maior é o planeta. E quanto maior é a órbita, mais tempo demora entre um trânsito e outro.

O sistema Trappist-1, contudo, oferece uma vantagem importante: ele é extremamente compacto. Para que você tenha uma ideia, todos os planetas estão espalhados por uma região que equivale a mais ou menos um quarto da distância entre Mercúrio, o mais interno dos planetas por aqui, e o Sol. Trappist-1 b, o mais interno, completa uma volta a cada 36 horas. Trappist-1 h, o mais externo, fecha uma órbita a cada 20 dias aproximadamente (com uma margem de erro de vários dias, pelo fato de só ter sido observado um trânsito).

Acostumado à vastidão pela qual se espalham os planetas do Sistema Solar, você pode pensar que nunca vimos nada nem remotamente parecido com o Trappist-1 de perto. Ledo engano. Na verdade, descobrimos algo suspeitamente similar em 1610, quando Galileu observou pela primeira vez as quatro maiores luas de Júpiter.

Por sinal, Gillon e seus colegas são rápidos em apontar a incrível semelhança. “Notamos que a taxa de massa entre os seis planetas internos e [a estrela] Trappist-1 é de cerca de 0,02%, assim como é a dos satélites galileanos e Júpiter, talvez sugerindo uma história de formação similar.”

E essa não é a única coincidência. Lembre que as luas jovianas Io, Europa e Ganimedes têm uma peculiaridade: suas órbitas estão sincronizadas de modo que, a cada quatro voltas de Io, Europa dá duas voltas e Ganimedes dá uma. É o que os cientistas chamam de padrão de ressonância — as órbitas vão mudando e evoluindo gradualmente até serem travadas nesse esquema.

Pois bem. O mesmo se dá com os planetas de Trappist-1. A cada oito voltas do planeta mais interno, o segundo dá cinco, o terceiro dá três, o segundo dá duas e assim por diante. Esse padrão indica que os planetas provavelmente se formaram mais longe da estrela e então migraram para dentro, até atingirem esse padrão de ressonância. (Quanto mais distante da estrela é o local de formação de um planeta, mais água ele terá à disposição para sua composição, então isso é uma boa notícia para os “habitamaníacos”.)

O mais interessante disso tudo, contudo, é que o grau de compactação e sincronização do sistema permite que os cientistas consigam, além de saber o tamanho aproximado dos planetas, também estimar a massa de cada um deles. Isso porque a atração gravitacional entre eles causa pequenos atrasos ou adiantamentos a cada trânsito, chamados de TTVs (transit timing variations), e essas flutuações acontecem na proporção direta da massa dos planetas, o que permite calculá-las.

Resumo da ópera: sabemos que os mundos de Trappist-1 têm não só tamanho parelho ao da Terra como também têm massa similar. Com isso, podemos calcular a densidade (massa dividida por volume) deles e dizer que são todos tipicamente rochosos, como a Terra.

A exemplo das luas galileanas em Júpiter, espera-se que os planetas tenham sua rotação travada pela força de maré exercida pela estrela-mãe, mantendo sempre a mesma face voltada para ela o tempo todo. Contudo, as simulações climáticas realizadas pelos pesquisadores sugerem que isso não seria um impeditivo para a manutenção de oceanos de água líquida. O próximo passo agora é investigar se algum desses mundos de fato tem oceanos. E, claro, você sabe o que vem depois.

Concepção artística da superfície do planeta Trappist-1 f, presumindo que ele seja amigável à existência de água em estado líquido. (Crédito: Nasa/JPL-Caltech)

E QUANTO À VIDA?
Só de sacanagem, deixei para o final o que todo mundo de fato quer saber. Pode haver vida em algum desses planetas?

A resposta, claro, é que essa é uma questão totalmente em aberto no momento. Existe uma grande incerteza sobre quão adequados podem ser mundos que orbitam estrelas anãs vermelhas. Há astrônomos que defendem que eles são ótimos, e outros que eles são imprestáveis, porque sua zona habitável fica muito próxima à estrela, onde os planetas estariam suscetíveis às violentas erupções estelares típicas desses astros, acompanhadas de doses cavalares de raios X.

Também há modelos que sugerem que a atmosfera desses mundos poderia, com o passar do tempo, ser erodida pela atividade estelar, o que tornaria a habitabilidade uma condição, na melhor das hipóteses, efêmera (talvez à moda de Marte).

Por fim, há um fator que não nos encoraja a apontar radiotelescópios para Trappist-1 em busca de uma possível civilização inteligente por lá — a julgar pelo padrão de rotação rápida da estrela, ela é relativamente jovem, com idade estimada em pouco mais de 500 milhões de anos. Quando o nosso Sol tinha 500 milhões de anos (há 4 bilhões de anos), a Terra, se tanto, era habitada somente por micróbios. É um tempo provavelmente insuficiente para o aparecimento de vida complexa, que dirá inteligente. Mas, claro, não custa tentar.

E se houver, por exemplo, criaturas parecidas com cianobactérias emitindo grandes quantidades de oxigênio para a atmosfera, via fotossíntese, talvez o telescópio James Webb possa detectá-las indiretamente, ao analisar a composição do ar. Será? O tempo dirá.

É sem dúvida uma época realmente empolgante para a astronomia. Depois de séculos de especulação, estamos finalmente no limiar de descobrir a incrível variedade e riqueza de ambientes — habitáveis e inabitáveis — que existem nos mundos além do Sistema Solar. Fico arrepiado só de pensar o que os próximos anos nos reservam. Vamos ver o que há lá fora.

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