Descoberta envolveu dois telescópios espaciais e vários em solo; trata-se dos primeiros exoplanetas descobertos orbitando estrela anã. Paisagens de planetas assemelham-se a obras de ficção científica; sob as condições certas, todos poderiam ter água líquida na superfície.

O Spitzer Space Telescope, da NASA, revelou o primeiro sistema com sete planetas parecidos com a Terra. Três deles estão localizados dente da zona habitável, a região em volta da estrela onde um planeta rochoso tem mais chances de ter água líquida.

A descoberta marca o recorde de maior número de exoplanetas na zona habitável da mesma estrela, mas os sete planetas poderiam tem água líquida – essencial para a vida como conhecemos – sob as condições atmosféricas certas.

Os resultados foram publicados nesta quarta-feira (22/02/2017) na Nature e anunciados em uma entrevista coletiva na central da NASA em Washington. (Assista à entrevista abaixo.)

“Esta descoberta poderia ser uma peça significante no quebra-cabeças de encontrar ambientes habitáveis, lugares que seriam favoráveis à vida”, disse Thomas Zurbuchen, administrador associado do Science Mission Directorate da NASA, em Washington. “Responder a pergunta ‘estamos sós?’ é uma prioridade científica e encontrar tantos planetas como estes pela primeira vez na zona habitável é um importante passo à frente nessa meta.”

Coletiva desta quarta-feira (22/02/2017) na central da NASA, em Washington, anunciando a descoberta dos exoplanetas de TRAPPIST-1 (Vídeo: NASA/YouTube)

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Sete Terras  A cerca de 40 anos-luz da Terra, o sistema é relativamente próximo, na constelação de Aquário. Ele foi chamado de TRAPPIST-1, por causa do The Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST), no Chile. Em maio de 2016, pesquisadores usando o TRAPPIST anunciaram a descoberta de três planetas no sistema. Com auxílio de vários telescópios no solo, incluindo o Very Large Telescope (VLT), do European Southern Observatory (ESO), o Spitzer confirmou a existência de dois dos planetas e descobriu outros cinco.

Com os dados do Spitzer, a equipe mediu precisamente os tamanhos dos sete planetas e desenvolveu as primeiras estimativas de massas de seis deles – permitindo que suas densidades fossem calculadas. E com base nas densidades, eles parecem ser rochosos. Observações posteriores não apenas ajudarão a determinar se eles são ricos em água, mas também revelar se poderiam tem água líquida na superfície.

A massa do planeta mais afastado da estrela ainda não foi estimada e os cientistas acreditam que possa tratar-se de um planeta muito frio, “como uma bola de neve”, mas mais observações são necessárias.

This chart shows, on the top row, artist conceptions of the seven planets of TRAPPIST-1 with their orbital periods, distances from their star, radii and masses as compared to those of Earth. The bottom row shows data about Mercury, Venus, Earth and Mars.
Concepções artísticas dos planetas de TRAPPIST-1 e comparações de seus períodos orbitais, distância à estrela, raios planetários e massas; abaixo, os quatro planetas rochosos do Sistema Solar (Foto via NASA)

Spitzer  O Spitzer, um telescópio infravermelho que segue a Terra em sua órbita ao redor do Sol, era adequado para estudar TRAPPIST-1 pois a estrela, uma anã ultra-fria, brilha menos em infravermelho, cujas ondas são mais longas que a luz visível a nossos olhos. Na primavera de 2016, o telescópio observou TRAPPIST-1 quase continuamente por 500 horas. Sua órbita o posiciona de forma única para observar trânsitos (passagens dos planetas sdiante entre o observador e a estrela) suficientes para revelar a arquitetura complexa do sistema. Engenheiros otimizaram a habilidade do Spitzer para observar planetas em trânsito durante a “missão quente”, que começou após o refrigerante da nave acabou conforme o planejado após os primeiros cinco anos de operações.

“Este é o resultado mais animador que vi nos 14 anos de operações do Spitzer”, disse Sean Carey, gerente do Spitzer Science Center, da NASA, no Caltech/IPAC, em Pasadena, Califórnia. Segundo ele, o telescópio continuará as observações “para refinar ainda mais nossa compreensão destes planetas para que o James Webb Space Telescope possa acompanhar”.

“As sete maravilhas de TRAPPIST-1 são os primeiros planetas do tamanho da Terra que foram encontradas orbitando este tipo de estrela”, explicou Michael Gillon, autor principal do trabalho e investigador líder da pesquisa de exoplanetas do TRAPPIST na Université de Liège, na Bélgica. “Também é o melhor alvo já encontrado para estudar as atmosferas de mundos do potencialmente habitáveis do tamanho da Terra.”

Seguindo a descoberta do Spitzer, o Hubble Space Telescope iniciou a observação de quatro dos planetas – incluindo os três na região habitável – com o objetivo de verificar a existência de atmosferas ricas em hidrogênio, típicas de mundos gasosos como Netuno. Em maio de 2016, a equipe do Hubble observou os dois planetas mais próximos da estrela e não encontrou evidência de tais atmosferas – o que deu mais força à ideia de que os planetas mais próximos à estrela são rochosos.

“As Sete Maravilhas de TRAPPIST-1”: Sean Carey relata a descoberta dos exoplanetas e seu possível ambiente (Vídeo: NASA Spitzer/ YouTube)

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“O sistema TRAPPIST-1 fornece uma das melhores oportunidades na próxima década para estudar atmosfera ao redor de planetas do tamanho da Terra”, disse Nikole Lewis, astrônoma do Space Telescope Science Institute, em Baltimore, Maryland, e co-líder do estudo do Hubble.

Paisagem  Em contraste com o Sol, a estrela de TRAPPIST-1 é tão fria que água líquida poderia existir em planetas com órbitas muito próximas a ela – mais próximas do que é possível em nosso Sistema Solar. Os sete planetas são mais próximos da estrela do que Mercúrio do Sol. Eles estão tão próximos uns dos outros que, se estivesse na superfície de um, você poderia ver características geológicas, como montanhas e crateras, ou nuvens de mundos vizinhos – que seriam maiores do que a Lua em nosso céu.

Os planetas também podem ser “travados” por marés à estrela: o mesmo lado do planeta está sempre voltada para a estrela e cada lado é dia ou noite perpétuos. Isso implicaria padrões meteorológicos totalmente diferentes aos terrestres, como ventos fortes soprando da face diurna para a noturna e mudanças extremas de temperatura.

A NASA preparou um material especial em seu site a respeito do sistema.

All seven planets discovered in orbit around the red dwarf star TRAPPIST-1 could easily fit inside the orbit of Mercury, the innermost planet of our solar system. In fact, they would have room to spare. TRAPPIST-1 also is only a fraction of the size of ou
Comparação entre TRAPPIST-1, o Sistema Solar Interno e Júpiter e suas quatro luas galileanas (Foto via NASA)

O Kepler Space Telescope, também da NASA, dedicado à busca por exoplanetas, também esta estudando o sistema, medindo as minúsculas mudanças de brilho da estrela causados pelo trânsito dos planetas. Operando na missão K2, as observações da nave permitirão que astrônomos refinem as propriedades dos planetas conhecidos e continuem a busca por mais planetas no sistema. Estas observações se concluem no início de março e serão disponibilizadas ao público.

Spitzer, Hubble e Kepler ajudarão os astrônomos a planejarem a utilização do James Webb Space Telescope, que será lançado em 2018. Com maior sensibilidade, o JWST será capaz de detectar as assinaturas químicas de água, metano, oxigênio, ozônio e outros componentes de uma da atmosfera de um planeta. Também analisará as temperaturas e pressões nas superfícies dos planetas – fatores chaves para a habitabilidade.

O California Institute of Technology, Caltech, gerencia o Jet Propulsion Laboratory, da NASA, em Pasadena. O JPL, por sua vez, gerencia o Spitzer para o Science Mission Directorate. As operações científicas são conduzidas pelo Spitzer Science Center, no Caltech, também em Pasadena. As operações da nave ficam com a Lockheed Martin Space Systems Company, em Littleton, Colorado. Os dados são arquivados no  Infrared Science Archive, hospedado no Caltech/IPAC.

Três vídeos divulgados pela NASA em seus canais no YouTube (NASA JPL e NASA Spitzer) resumindo os pontos mais importantes e curiosos sobre a descoberta dos exoplanetas de TRAPPIST-1 com legendas em português

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