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A Estrela Anã Superfria e os Sete Planetas

By REDAÇÃO FOLHA PAULISTANA / Published on quinta-feira, 25 maio 2017 08:50 AM / No Comments / 12 views

Os astrônomos utilizaram o telescópio TRAPPIST-South instalado no Observatório de La Silla do ESO, o Very Large Telescope (VLT) situado no Paranal e o Telescópio Espacial Spitzer da NASA, além de outros telescópios em todo o mundo [1] para confirmar a existência de pelo menos sete pequenos planetas em órbita da estrela anã vermelha fria TRAPPIST-1[2]. Todos os planetas, com os nomes TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g, h — por ordem crescente de distância à sua estrela — têm tamanhos semelhantes à Terra [3].

Diminuições na emissão da luz estelar causados por cada um dos sete planetas ao passarem em frente à estrela — os chamados trânsitos — permitiram aos astrônomos retirar informação sobre os seus tamanhos, composições  e órbitas [4]. Os pesquisadores descobriram que pelo menos os seis planetas mais internos são comparáveis à Terra em termos de tamanho e temperatura.

O autor principal Michaël Gillon do Instituto STAR da Universidade de Liège, Bélgica, está muito contente com os resultados: “Trata-se de um sistema planetário extraordinário — não apenas por termos encontrado tantos planetas mas porque todos eles são surpreendentemente parecidos com a Terra em termos de tamanho!”

Com apenas 8% da massa do Sol, TRAPPIST-1 é muito pequena em termos estelares — apenas um pouco maior que o planeta Júpiter — e por isso apesar de se encontrar próxima a nós na constelação de Aquário, é muito fraca. Os astrônomos esperavam que tais estrelas anãs pudessem conter muitos planetas do tamanho da Terra em órbitas apertadas, o que as tornam alvos interessantes para a busca de vida extraterrestre, no entanto a TRAPPIST-1 é o primeiro sistema deste tipo a ser encontrado.

O co-autor Amaury Triaud explica: “A energia emitida por estrelas anãs como TRAPPIST-1 é muito menor do que a liberada pelo nosso Sol e por isso os planetas têm que ocupar órbitas muito mais próximas da estrela do que as que observamos no Sistema Solar para poderem ter água na superfície. Felizmente, parece que este tipo de configuração compacta é exatamente o que observamos em torno de TRAPPIST-1!”

A Estrela Anã Superfria e os Sete Planetas
A Estrela Anã Superfria e os Sete Planetas – Mundos temperados do tamanho da Terra descobertos em sistema planetário extraordinariamente rico – Foto: ESO/N. Bartmann/spaceengine.org

A equipe determinou que todos os planetas no sistema são semelhantes à Terra e a Vênus em termos de tamanho, ou ligeiramente menores. As medições de densidade sugerem que pelo menos os seis planetas mais internos têm provavelmente uma composição rochosa.

As órbitas dos planetas não são muito maiores que as apresentadas pelo sistema de satélites galileanos situado em torno de Júpiter, sendo muito menores que a órbita de Mercúrio no Sistema Solar. No entanto, o pequeno tamanho da TRAPPIST-1 assim como a sua temperatura baixa significam que a emissão de energia dirigida aos seus planetas é semelhante à recebida pelos planetas internos do nosso Sistema Solar; os planetas TRAPPIST-1c, d, f recebem quantidades de energia comparáveis às que os planetas Vênus, Terra e Marte, respectivamente, recebem do Sol.

A Estrela Anã Superfria e os Sete Planetas – Mundos temperados do tamanho da Terra descobertos em sistema planetário extraordinariamente rico

Os sete planetas descobertos neste sistema estelar podem potencialmente conter água líquida em sua superfície, apesar das distâncias orbitais tornarem alguns candidatos mais prováveis a esta condição do que outros. Os modelos climáticos sugerem que os planetas mais internos, TRAPPIST-1b, c, d, são provavelmente muito quentes para possuírem água líquida, exceto talvez numa pequena fração das suas superfícies. A distância orbital do planeta mais exterior do sistema, TRAPPIST-1h, ainda não foi confirmada, embora este objeto pareça encontrar-se muito afastado e frio para poder conter água líquida — assumindo que não ocorrem nenhuns processos de aquecimento alternativos [5]. No entanto, os planetas TRAPPIST-1e, f, g representam o “santo graal” para os astrônomos que procuram planetas, uma vez que orbitam na zona habitável da estrela e poderão conter oceanos de água em suas superfícies [6].

Estas novas descobertas fazem do sistema TRAPPIST-1 um alvo muito importante para um futuro estudo. O Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA já está sendo utilizado para procurar atmosferas em torno destes planetas e o membro da equipe Emmanuël Jehin está entusiasmado com as perspectivas futuras:”Com a próxima geração de telescópios, como o European Extremely Large Telescope do ESO e o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, vamos muito rapidamente poder procurar água e talvez até evidências de vida nestes mundos.”

Notas

[1] Além do Telescópio Espacial Spitzer da NASA, a equipe utilizou muitas outras infraestruturas instaladas em solo: o TRAPPIST–South no Observatório de La Silla do ESO no Chile, o instrumento HAWK-I montado no Very Large Telescope do ESO no Chile, o TRAPPIST–North em Marrocos, o telescópio UKIRT de 3,8 metros no Hawaii, os telescópios Liverpoolde 2 metros e William Herschel de 4 metros em La Palma nas Ilhas Canárias, e o telescópio SAAO de 1 metro na África do Sul.

[2] O TRAPPIST–South (the TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope–South) é um telescópio robótico de 0,6 metros belga, operado pela Universidade de Liège e instalado no Observatório de La Silla do ESO, no Chile. O telescópio monitora essencialmente a luz de cerca de 60 das estrelas anãs superfrias mais próximas e também anãs marrons (“estrelas” que não são suficientemente massivas para dar início à fusão nuclear sustentada nos seus núcleos), em busca de evidências de trânsitos planetários. O TRAPPIST-South, em conjunto com o seu gêmeo, o TRAPPIST-North, são os percursores do sistema SPECULOOS, que está atualmente sendo instalado no Observatório do Paranal do ESO.

[3] No início de 2016, uma equipe de astrónomos, também liderada por Michaël Gillon, anunciou a descoberta de três planetas em órbita da estrela TRAPPIST-1. A equipe intensificou as suas observações de acompanhamento do sistema essencialmente devido a um trânsito triplo notável que foi observado com o instrumento HAWK-I instalado no VLT. Este trânsito mostrava de forma clara que pelo menos mais um planeta desconhecido se encontrava em órbita da estrela. Essa curva de luz histórica mostra pela primeira vez três planetas temperados do tamanho da Terra, dois deles situados na zona habitável, passando em frente da sua estrela progenitora ao mesmo tempo!

[4] Este é um dos principais métodos que os astrônomos usam para identificar a presença de um planeta em torno de uma estrela. Este método consiste em observar a luz emitida por uma estrela e verificar se alguma parte dessa luz está sendo bloqueada devido à passagem de um planeta pela frente da estrela, na direção da linha de visão da Terra — o planeta “transita” a estrela, como dizem os astrônomos. À medida que o planeta orbita em torno da estrela, esperamos ver pequenos decréscimos regulares na luz emitida pela estrela, correspondentes aos momentos em que o planeta passa à sua frente.

[5] Tais processos podem incluir aquecimento de maré, onde a atração gravitacional da TRAPPIST-1 faz com que o planeta se deforme repetidamente, levando ao aparecimento de forças de fricção internas e à geração de calor. É este processo que leva ao vulcanismo ativo que se observa na lua Io de Júpiter. Se TRAPPIST-h tiver também retido uma atmosfera primordial rica em hidrogênio, a taxa de perda de calor pode ser muito baixa.

[6] Estes resultados também representam a maior cadeia de exoplanetas já descoberta, cujos planetas orbitam em quase-ressonância uns com os outros. Os astrônomos mediram cuidadosamente o tempo que cada planeta demora a completar uma órbita em torno da TRAPPIST-1 — o chamado período de revolução — calculando em seguida a razão entre o período de cada planeta e o período do planeta vizinho imediatamente a seguir. Os seis planetas mais internos têm razões de período com os seus vizinhos muito próximas de quocientes simples, como por exemplo 5:3 ou 3:2, o que nos diz que os planetas se formaram muito provavelmente em conjunto e numa zona mais afastada da sua estrela, tendo-se posteriormente deslocado mais para o interior, ocupando finalmente a sua configuração atual. Se tal for o caso, estes mundos podem apresentar densidade baixa e ser ricos em substâncias voláteis, o que sugeriria uma superfície gelada e/ou uma atmosfera.

Da ESO
Foto: ESO/N. Bartmann/spaceengine.org
Edição final: William Camargo/Folha Paulistana