Planeta mais interno de Trappist-1 pode ter atmosfera densa, sugere estudo

Um novo estudo sobre o sistema planetário favorito dos astrônomos para a busca por sinais de vida fora da Terra esconde, lá no meio do artigo, uma informação importante: evidências de que o planeta mais interno, Trappist-1b, pode ter uma respeitável atmosfera.

A possibilidade é sugerida por observações mais detalhadas de trânsitos planetários — as passagens periódicas dos planetas à frente de sua estrela-mãe, uma anã vermelha a meros 40 anos-luz daqui. Elas foram flagradas pelo satélite Spitzer, o telescópio espacial de infravermelho da Nasa.

Os dados serviram principalmente para refinar alguns parâmetros planetários, como o diâmetro dos planetas comparados à estrela, e medir pequenas variações entre os períodos de trânsito que ajudassem a estimar a massa desses mundos. Nesse sentido, nenhuma grande revelação. Mas o mais interessante foi o esforço que eles fizeram para comparar os trânsitos do planeta b, o mais interno do sistema, em dois comprimentos de onda observados pelo Spitzer: 4,5 e 3,6 micrômetros.

O que eles notaram é que a redução do brilho da estrela durante o trânsito planetário na faixa dos 4,5 micrômetros é um pouquinho maior do que a vista na faixa dos 3,6 micrômetros. Na prática: o planeta parece um cadinho maior para raios de luz com comprimento de onda ao redor de 4,5 micrômetros do que para os que estão próximos de 3,6 micrômetros.

Isso quer dizer que provavelmente existe um invólucro semitransparente no planeta que deixa passar a luz de 3,6 micrômetros, mas bloqueia a luz de 4,5 micrômetros. Você adivinhou: uma atmosfera. (Um planeta sólido, sem atmosfera, não mostraria diferenças no trânsito entre um comprimento de luz e outro.)

E por que isso é importante e me deixa beeem empolgado?

Lembremos: esse planeta b orbita sua estrela a cada dia e meio — ou seja, lá, a cada três dias, se comemoram dois revéillons. (Mais ou menos como o calendário brasileiro de feriados.) Ou seja, se tem um planeta lá que é castigado pelas explosões estelares de Trappist-1, é esse aí.

Além de tudo, estrelas anãs vermelhas como esta, bem menores que o Sol, são conhecidas por seu mau humor terrível: produzem explosões solares bem antipáticas. Para que se tenha uma ideia, nos pouco mais de dois meses que o satélite Kepler (em sua missão K2) observou Trappist-1, ele viu várias explosões, a mais forte delas comparável ao evento Carrington — uma das explosões solares mais intensas já registradas pela humanidade, ocorrida em 1859 (na ocasião, teve aurora boreal no Caribe, para você ter uma ideia do negócio).

Se você precisa de só dois meses para ver lá algo que acontece por aqui a cada século, é sinal de que Trappist-1 está longe de ser gentil com o Sol. E a Terra enfrenta isso a 150 milhões de km do Sol. Trappist-1 b tem de lidar com a treta cem vezes mais perto.

Ou seja: havia uma aposta forte entre os astrônomos de que provavelmente o planeta mais interno, a essa altura (estima-se que o sistema tenha uns 7 bilhões de anos, 2,5 bilhões a mais que o Sol), já tivesse perdido toda sua atmosfera — se é que chegou a ter alguma um dia. Se bobear, todos os sete planetas do sistema poderiam já ter dado adeus a seus invólucros de ar bilhões de anos atrás.

Mas não é o que parece, olhando esses dados do Spitzer.

Concepção artística do Spitzer, telescópio espacial de infravermelho da Nasa (Crédito: Nasa)

A questão é: será que podemos confiar neles? Não é tão trivial. O bom e velho telescópio espacial está tirando leite de pedra com seus instrumentos, e estamos falando de uma diferença medida de apenas 208 partes por milhão entre o trânsito a 4,5 micrômetros e 3,6 micrômetros. Pode muito bem ser um erro introduzido pelos instrumentos, e os pesquisadores admitem isso em seu artigo, aceito para publicação nos “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”. Daí a cautela.

Contudo, supondo que a diferença seja real, ela nos conta algo muito interessante: Trappist-1 b não só tem atmosfera, como ela é uma senhora atmosfera.

Sua composição majoritária mais provável é de dióxido de carbono, molécula que tem um traço de absorção de luz forte ao redor dos 4,2 micrômetros. Ou seja, a luz nesse comprimento de onda que sai da estrela e passa de raspão pelo planeta é absorvida pela atmosfera e não chega até nós, explicando por que o trânsito é mais intenso a 4,5 do que a 3,6 micrômetros.

Baseando-se nessas diferenças, eles calcularam a possível altura da escala da atmosfera de Trappist-1 b. Trata-se de uma medida da altitude a que uma atmosfera qualquer atinge pouco mais de um terço de sua densidade, comparada à da superfície. A da Terra, por exemplo, é de 8,5 km — ou seja, a 8,5 km, a densidade atmosférica é pouco mais de um terço do que a que há ao nível do mar. Vênus, com sua atmosfera extremamente densa, tem altura de escala de 15,9 km. E a de Trappist-1 b? A julgar pelos dados do Spitzer, ela seria no mínimo de 52 km — mais de três vezes a de Vênus.

Com base nisso, dá para calcular a temperatura média da atmosfera. E é de chutar o saco: no mínimo uns 1.100 graus Celsius. Faria Vênus, com seus 460 graus Celsius (à sombra), parecer os Alpes suíços.

Ou seja, se os pesquisadores (e sua interpretação dos dados do Spitzer) estiverem certos, você já pode desencanar de procurar vida em Trappist-1 b. Má notícia? Que é isso. É ótima notícia.

Dados atualizados dos planetas de Trappist-1, comparados ao Sistema Solar.

Primeiro porque Trappist-1 tem sete planetas — três deles na zona habitável — e todos têm mais ou menos a mesma faixa de tamanho (oscilando entre 77% e 115% do diâmetro da Terra). Se o b, mais interno, conseguiu manter uma atmosfera após 7 bilhões de anos, com certeza os demais também conseguiram. E precisaremos delas se quisermos encontrar evidências de água em estado líquido na superfície de algum dos planetas na zona habitável (e, f e g).

Segundo porque o novo estudo mostrou conclusivamente que a estrela Trappist-1, apesar de seu mau humor, é mesmo um alvo bastante estável para que o próximo grande telescópio espacial de infravermelho da Nasa — o famoso James Webb, a ser lançado em 2019 — terá grandes condições para fazer medidas da tal espectroscopia de transmissão — uma versão de alta resolução e com alta confiabilidade da observação meio tosca e limitada que o Spitzer acaba de fazer. E isso não só para o b; com tempo suficiente de observação, dá para fazer com os sete planetas de Trappist-1.

Terceiro porque mostra que talvez haja mecanismos que permitam a preservação longeva de atmosferas planetárias mesmo ao redor de estrelas mais ativas que o Sol, como é o caso de anãs vermelhas como Trappist-1. (Por sinal, dessas estrelinhas menores e mais mau-humoradas, Trappist-1 é uma das mais gentis. Em Proxima Centauri, que, como diria Fernando Vannucci, é logo ali, a 4,2 anos-luz, as coisas são bem mais complicadas — o que faz muitos astrônomos pensarem que Proxima b pode ser um mundo sem atmosfera.)

O mais empolgante de tudo é que estamos prestes a abrir um novo capítulo no estudo de planetas. Por séculos, estivemos limitados a especular sobre — e depois estudar — apenas quatro mundos rochosos: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Em mais alguns anos, esse número vai se multiplicar por centenas, quiçá milhares.

Quão incomuns são as condições de habitabilidade da Terra? O grande bingo dos exoplanetas está para começar.

Acompanhe o Mensageiro Sideral no Facebook, no Twitter e no YouTube

Comentários

  1. Salvador
    Fiz os calculos
    No sistema planetarioTrappist-1 segue a lei de Kepler tambem!
    É possivel usar a lei para corrigir os desvios do raio da orbita e o periodo dos planetas com a lei
    Ou os dados da reportagem foram baseadas na lei?

    1. Os cientistas usam as leis de Kepler para calcular a órbita. O período é dado pelos trânsitos.

  2. Salvador, esse Trappist-b é muito pouco denso! Difícil reter atmosfera… Não poderia ele ser um mini-Netuno?

    1. A densidade do planeta, assim como o tamanho, é consistente com a de um mundo rochoso. Os dados da massa têm incerteza maior que os do diâmetro no momento.

  3. Salvador, teremos ainda os telescópios construídos com a “aranha” fora do eixo, que estará operacional também em 2019. Muita coisa para descobrir. Pena que a vida seja tão curta.

    1. Ah, para quem lamenta a vida curta, nascemos na época certa. Imagine viver três séculos atrás, em que cada nova grande descoberta vinha a cada par de décadas… rs

      1. Verdade Salvador. Eu sempre lembro daquela frase icônica do Silvester Stallone em Rambo II, quando o Coronel Trautman perguntou a ele como ela ia viver: “um dia de cada vez!”

  4. Mesmo que não o seja, o “planeta” Plutão talvez esteja na categoria dos mais explorados, pese sua distância, por conta da maravilhosa sonda New Horizons. Não nos esqueçamos…

    1. Eu diria que foi bem explorado PARA UMA PRIMEIRA VISITA. Mas só temos imagens boas de um hemisfério, e nada que indique dinâmica (mudanças de um momento para outro) salvo aquela que pode ser inferida diretamente por análises geológicas. Tenho certeza de que um orbitador faria muito melhor, para não falar de um módulo de pouso. É certo que Marte, nosso vizinho direto, foi e é muito mais bem explorado que Plutão, lá nos cafundós do Sistema Solar…

      1. Para uma primeira visita tirou o folego de todo mundo 🙂
        Eu esperava ver uma bola de gelo um pouco sem graça… mas Plutão se mostrou um mosaico de tudo que ninguém imaginou. Fantástico!
        Depois da News Horizons Plutão se tornou um astro “brilhante” na escura e misteriosa periferia do sistema solar.
        Torço para ainda estar vivo quando um orbitador chegar por lá :))))

        1. O mais interessante é que sabemos que há pelo menos um punhado deles no Sistema Solar que devem ser tão interessantes e surpreendentes quanto! Haumea é meu favorito, com sua forma de bola de futebol americano! 🙂

  5. Trappist-1 deve ser uma das maiores possibilidades para encontrarmos mundos parecidos com o nosso.
    E quem sabe habitados!
    Temos chance de descobrirmos mais informações com nossos equipamentos e telescópios antes do JW ?
    Eu não começaria pelo mais interno, a estrela é muito nervosa,.mas os 2º; 3º e 4º as chances aumentam, concorda ?

    1. Raf, acontece o seguinte: muitas dessas análises, ainda mais com os equipamentos atuais, dependem de muitos trânsitos observados, para você “eliminar” interferências de atividade estelar etc. No limite da sensibilidade, se você pensar, quanto mais interno é o planeta, mais trânsitos ele faz — mais fácil fica estudá-lo em detalhes. Praticamente tudo que já se tentou ver desses planetas (e já jogaram Hubble no lance) se limita ao b e ao c. Por que além de tudo os astrônomos disputam a tapa o tempo nesses telescópios mais poderosos, e aí não dá para alguém falar: então, quero observar 20 trânsitos do planeta e, e para isso vou precisar de não sei quantas órbitas do Hubble… quando ele terminar, o James Webb já estará online e fará isso com muito menos tempo de observação, com mais qualidade. Tenha só um pouquinho de paciência. Vamos aprender muito sobre esses planetas nos próximos anos. 🙂

  6. Olá!
    Acho que não vamos esperar por mais de 15 anos antea de anunciarem a vida fora da Terra. Aposto em 50 anos para a vida inteligente.

    1. Tudo depende da natureza, mais do que de nós. Se planetas habitáveis e vida forem comuns, pode ser antes. Se um desses (ou os dois) forem incomuns, pode demorar muito mais. Como bons seguidores do método científico, não devemos antecipar a resposta, mas apenas aguçar a curiosidade. Fato é: teremos uma chance já nos próximos anos de fazer essa descoberta.

    2. Pelo o que se tem achado pela nossa arqueologia, parece que estamos mesmo vivendo um piscar de olhos de uma civilização só, única. Acho mesmo que somos uma levedura num canto remoto num esperneio pela vida. Acabaremos e voltaremos sem que outros nos terá notado no próximo milhão de anos.

      1. Talvez sim, talvez não. Mas te prometo uma coisa: no que depender de mim, não vamos sumir assim. Temos os instrumentos para garantir nossa sobrevivência. E, bem ou mal, temos aí as Voyagers, que durarão muitos e muitos milhões (quem sabe bilhão) de anos para contar da nossa existência. Já colocamos nossa pequena marca perene sobre o Universo. 😉

  7. Salvador, obrigado pela aula e pelas informações mastigadas e detalhadas, muito bom !
    James Webb, vai começar a revelar muitas coisas.
    Sabe o que estou achando estranho nessa área de pesquisa ? não temos quase nenhuma noticia sobre o radio telescópio gigante chinês… sabe de algo ?

    1. Não tenho notícias. Mas tenha em mente que (1) é chinês, e chineses não são exatamente os reis do press release; (2) radioastronomia normalmente não tem temas espalhafatosos, fora SETI; é para estudar pulsares, buracos negros e tal; e (3) descobertas não são instantâneas; após as observações, há meses de análise, seguidos por semanas refinando o artigo científico, seguidos por semanas na revisão por pares até a publicação. Ciência não é instantânea, e quando tentamos cobrir a ciência em tempo real (alguns casos pedem, como o ‘Oumuamua), acabamos tendo atropelos.

  8. Bom dia Salva. Mais calmo? Dá uma olhada na Lua que passa!
    “..Quão incomuns são as condições de habitabilidade da Terra..”
    Vamos começar o brainstorm, baseados apenas na minha opinião e achismo. Fique a vontade para corrigir as besteiras:
    Estive olhando atentamente para f, o que no meu mero e despretensioso palpite, seria o melhor candidato a ter vida. Por que?
    Bom, a lógica simples diz que se o mais propenso a ter sua atmosfera varrida não teve, os outros podem ter escapado da mesma sina. Por outro lado o estudo descarta vida em b. O “f” é o que tem a maior distância para o planeta da “frente” (b-c: 4 UA. c-d: 6 UA. d-e: 7 UA. e-f: 9 UA. f-g: 8 UA. g-h: 15 UA) excetuando o último “h”. Não sei o que isso significa, se pode significar alguma coisa, mas segue constatação. É também o mais próximo da tamanho da Terra, e aí que o caldo entorna: Ele é 5% mais e tem 70% da massa. O que isso pode significar Salva? Atmosfera densa demais? Ausência de metais pesados no núcleo? Bom, nenhuma dessas hipóteses me parecem boa notícia para vida.
    Vamos olhar para Terra: O núcleo metálico proporciona um campo magnético que ajuda na proteção do planeta contra radiação externa. Foi também ele que “moldou” o desenho atual dos continentes, permitindo a dissolução da Pangéia (Acredito que o centro do super-continente tenderia a ser seco, desértico, enquanto a vegetação deveria estar mais concentrado nas bordas). Da dissolução da Pangeia surgiu os Andes, Himalaia, rios internos, polos… Tudo para diversificação da vida. Para mim vida em “f” depende praticamente do quanto a vida é “insistente” no universo. E aí, ela tende a tentar se formar em qualquer ambiente por menos trivial que ele seja? Compostos orgânicos tendem a se juntar na alta atmosferia venusiana e evoluir, nos lagos de metano de Titã, nos oceanos internos de Europa? Eu acredito que sim, mas baseado no único exemplar de planeta com vida que conhecemos, eu acredito que o sistema Trapist não tem vida, sequer microscópica.

    1. O f parece ser menos denso do que a Terra (mesmo volume, menos massa), o que deve significar que tem maior presença de voláteis (principalmente água) em sua composição. Pode perfeitamente ser um mundo oceano, com muito mais água do que a Terra, o que seria consistente com o entendimento de que esses planetas se formaram mais distantes da estrela (onde havia mais gelo) e depois migraram para dentro. Com efeito, a concepção artística parece embarcar nessa, sugerindo um planeta entre todo coberto de água e todo coberto de gelo.

      1. Até pensei em água, mas falei: “Se a Terra é 75% de água, não deve ser o caso”. Obrigado Salvador.

        1. A Terra NÃO É 75% água.
          75% da SUPERFÍCIE da Terra é coberta por água.
          O volume da Terra é muito maior que sua superfície. 😉

          1. Sim, deve ter muita água no manto terrestre — é mais coisa que vulcões jogam na atmosfera de tempos em tempos –, talvez até mais do que na superfície. Mas, ainda assim, comparado ao volume total do planeta, é bem pouco. Veja nesta figura a quantidade de água que tem na superfície da Terra, comparada com a quantidade de água que tem em Europa, a lua de Júpiter, em contraste com o tamanho dos dois corpos.
            https://timedotcom.files.wordpress.com/2016/06/water-europa-jupiter-nasa.jpg
            Mesmo que o total de água da Terra seja o dobro do que aparece aí (levando em conta a água do manto), ainda assim não vai ser lá grande coisa, em proporção ao planeta inteiro, feito em sua maior parte de ferro e silicatos (em termos de massa; água ocupa bastante espaço com menos massa,, é menos densa).

          2. Caramba! Então todo o Amazonas, Nilo, Polos, Atlântico, Fossas Marianas… Estão dentro dessa bolha que ainda assim é menor que de Europa e proporcionalmente muito menor. Nada como proporção

          3. Isso. Não muito, no fim, né? E se você pensar que água é menos densa que rocha, em termos de massa, é menos ainda. Um pingo num pedregulho a girar ao redor do Sol. 🙂

        2. Foto surpreendente, Salvador… Não tinha ideia que a quantidade de água na Terra fosse tão pequena em relação ao volume do planeta.

          Quanto a Europa, a quantidade de água, por ser tão grande, dá uma outra dimensão na possibilidade de vida na pequena lua…

          Ao mesmo tempo, me horrorizo com a quantidade de sujeira que estamos jogando nos mares, o quanto de ruim que a humanidade está fazendo aos nossos oceanos, que não são, assim, tão grandes, afinal.

          1. Pois é. E o estrago está feito. Há microplástico espalhado por todos os oceanos, e sabemos que esses materiais não são exatamente biodegradáveis. Enfim, talvez vida inteligente seja má ideia. Certamente no começo é. Quem sabe aprendemos a consertar o que estragamos?

    2. A diferenças entre os raios das órbitas dos planetas estão na casa dos milésimos de UA (149,6 mil km), ou seja, entre o primeiro e o último a diferença é de uns 7,3 milhões de km somente.

  9. Salvador, uma das coisas mais interessantes a se imaginar é que o planeta “f” por exemplo, se for habitado por uma civilização semelhante a nossa pode ter fácil acesso a outros dois planetas potencialmente habitáveis também, que estão a distâncias que nossa tecnologia atual já nos permitiria colonizar (estão a coisa de 4x a distância Terra-Lua um do outro). Que sistema fantástico seria.

    1. Sim, dá vontade de morar num sistema assim. Hehehe
      Fazer exploração interplanetária no Sistema Solar é meio como dirigir em São Paulo. Se você dirige aqui, consegue dirigir com facilidade em qualquer lugar. rs

      1. Verdade, um sistema planetário numa estrela amarela como a nossa os planetas estarão sempre bastante distantes entre si.

        Outra observação, em função da distância e do tamanho dos planetas, a partir do planeta “f” nós enxergaríamos os planetas “e” e “g” do tamanho que hoje enxergamos a nossa lua. Seria possível para um observador no planeta “f” dispondo de tecnologia equivalente à dos Maias por exemplo enxergar sinais de uma civilização de desenvolvimento semelhante em algum desses vizinhos?

        1. Não. Sem telescópio, sem chance. Maias não tinham telescópios. E mesmo com telescópios seria difícil — muita gente graúda, até uns dois séculos atrás, interpretava crateras lunares como cidades alienígenas. 😛

    2. Dúvida: estando tão próximos, os planetas de Trappist-1, a interação gravitacional entre eles não provoca marés enormes nas suas atmosferas, gerando tempestades titânicas capazes de comprometer o desenvolvimento de vida?

      1. Acho que não. As marés decerto são fortes, mas considero isso boa notícia — para manter o planeta internamente aquecido e com um campo magnético protetor.

  10. Salvador, bom dia.
    Realmente ótimas noticias, que venha logo o James Webb dados do Gaia para ampliar nossa visão da Galáxia.

    Eles comentam o que seria responsável por manter a atmosfera no planeta? Já que a massa é similar à nossa, eu imagino que um campo magnético bastante forte para suportar os ventos estelares.

    Abraço!

    1. Eles ainda estão na fase “nem sabemos se tem uma atmosfera mesmo ou se há problemas sistemáticos com o Spitzer que produzem esse resultado”. Um campo magnético forte seria uma boa pedida, mas teria de ser bem mais forte que o da Terra.

      Eu pessoalmente acho — e coloque na lista dos “achômetros” mesmo — que vamos descobrir que planetas são capazes de ejetar grandes quantidades de gás na sua atmosfera que compensa qualquer varreção por vento estelar, salvo nos casos mais extremos.

      Pegue Vênus. Por que essa planeta do tamanho da Terra acabou com uma atmosfera tão mais densa de CO2? Basicamente porque ele não tem tectonismo (e vida) e ao mesmo tempo é geologicamente ativo. A cada erupção vulcânica, um monte de CO2 vai para a atmosfera. Na Terra, o CO2 que vai para a atmosfera com vulcanismo acaba voltando para debaixo da Terra, sendo fixado por organismos vivos, que por sua vez fossilizam, que por sua vez mergulham de volta no manto por tectonismo. Há um ciclo do carbono ativo. O CO2 que vai é o CO2 que volta. (Estamos perturbando esse equilíbrio com atividade industrial, mas essa é outra história.) A atmosfera de Vênus é um pouco como Vegas — o que acontece lá fica lá. O CO2 foi acumulando na atmosfera, até termos aquela massa de ar brutal de 90 atmosferas à superfície. E isso mesmo sem campo magnético em Vênus para “defender” a atmosfera do vento solar.

      Ou seja, meu palpite para Trappist-1 b, caso ele tenha mesmo essa atmosfera supervenusiana: o gás se acumulou lá por bilhões de anos pela falta de tectonismo, o nível de vulcanismo é bem maior que o de Vênus (o que não deve ser difícil, com o efeito de maré brutal entre os planetas do sistema e a própria estrela, muito próxima) e talvez um campo magnético ainda confira proteção adicional para a atmosfera.

      Detalhe: ainda não sabemos com certeza o que gera tectonismo em planetas, mas há desconfiança de que na Terra ele exista pela presença de oceanos e continentes. Ou seja, se você, querido planeta, perde seus oceanos, o tectonismo tende a morrer, e o ciclo do carbono trava na posição “para o ar”, terminando com Vênus.

      Acho que astrônomos estudando planetas ao redor de anãs vermelhas não levam em conta esse efeito de “reabastecimento” e trabalham apenas com um “inventário de gases para atmosfera”, o que explica os cálculos que sugerem que com o passar do tempo as anãs vermelhas devam varrer completamente a atmosfera.

      Abraço!

      1. Salvador,
        Se não houvesse vida na terra, o ciclo do carbono seria diferente e poderia a Terra ter se tornado um Vênus?

  11. Salvador, teriam o Sol e Trappist-1 (ou alguma outra estrela) se formado a partir de matéria contida na mesma nuvem de gás e poeira?

    1. Trappist-1 vem de outro berçário, mas tem metalicidade (quantidade de elementos pesados) similar (mas não igual) à do Sol. É impossível a essa altura determinarmos quais seriam as companheiras de berçário do Sol (se é que hoje), porque a dinâmica celeste já as separou há bilhões de anos.

Comments are closed.