Exoplaneta Aquático Descoberto com Contributo de Cientistas Portugueses

Investigação recente permite descobrir que o exoplaneta “b” tem um grande oceano de água líquida. A missão espacial da NASA caracterizou ainda um possível novo planeta.

Publicado 30/12/2020, 11:15 WET
exoplaneta b

Imagem artística do exoplaneta LHS 1140 b.

Fotografia de Jorge Lillo-Box

Os exoplanetas são geralmente demasiado pequenos e fracos para ser possível observá-los. Estes astros, também conhecidos como planetas extrassolares, são difíceis de detetar principalmente porque são superados pelas estrelas que orbitam. Os exoplanetas muitas vezes orbitam as suas próprias estrelas, sendo que alguns são parte de sistemas planetários inteiros.

Constituídos pelos mesmos elementos da Terra e do nosso sistema solar, no que respeita à sua composição e estrutura, os exoplanetas são, contudo, muito diferentes, dividindo-se em quatro classificações.

Alguns são conhecidos como planetas gigantes ou semelhantes a Neptuno, grandes mundos gasosos. Outros são gigantes gasosos como Júpiter e orbitam as suas estrelas, fazendo com que os planetas tenham altas temperaturas na sua superfície.


Outra categoria de exoplanetas são as Superterras, menores que os gigantes gasosos, mas maiores do que a Terra. São terrestres e constituídos, principalmente, de material rochoso ou gelado. A última categoria de exoplanetas inclui os análogos da Terra, quer no tamanho, na composição e na distância para a sua estrela.

Um estudo recente

Os cientistas suspeitaram da existência de mundos fora do nosso sistema solar, por milhares de anos. Giordano Bruno (1548-1600), teórico italiano de Cosmologia e Christiaan Huygens (1629-1695), astrónomo holandês, foram alguns dos investigadores que colocaram esta questão em debate. 

A astrobiologia estuda de perto o tamanho, a composição e a localização dos exoplanetas em relação às suas estrelas, para ver as probabilidades de organismos que prosperam num ambiente diferente da Terra. Nos últimos 25 anos, descobriram-se milhares de planetas a orbitar outras estrelas na nossa galáxia. No entanto, a primeira existência de um exoplaneta confirmada a orbitar uma estrela parecida com o sol, apenas ocorreu a 6 de outubro de 1995, no Observatório de Haute-Provence, em França. Desde então, já foram confirmados cerca de 4000 exoplanetas, pelos vários métodos de descoberta e mais de 3000 aguardam verificação.

Contudo, muitos desses planetas extrasolares pouco se assemelham com a família de planetas que orbitam o Sol. Estes são, por exemplo, os planetas gigantes como Júpiter, mas a orbitar mais perto da sua estrela do que Mercúrio está do Sol, revelando-se um facto completamente inesperado.

Factos sobre Exoplanetas
Os exoplanetas fazem-nos questionar se estamos sozinhos no universo. Saiba que tipos de exoplanetas existem, os métodos que os cientistas utilizam para os encontrar e quantos mundos podem existir na galáxia da Via Láctea.

O sistema que descobriu o exoplaneta “b”

Com recurso ao ESPRESSO – Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations, um espectrógrafo alimentado por fibra de alta resolução, e à missão espacial TESS, da NASA, foi possível estudar o sistema LHS 1140, onde já eram conhecidos dois exoplanetas.

Em 2018, a missão espacial TESS – Transiting Exoplanet Survey Satellite, arrancou à descoberta dos planetas fora do nosso sistema solar. Tal serviu para encontrar os exoplanetas que bloqueiam, periodicamente, parte da luz das suas estrelas hospedeiras, eventos designados trânsitos. A missão consiste em investigar 200 mil das estrelas mais brilhantes perto do Sol, de modo a procurar exoplanetas em trânsito, tendo em vista ampliar o número até agora conhecido.

O ESPRESSO é projetado com os principais objetivos científicos de detetar e caracterizar gémeos da Terra, na zona habitável de estrelas semelhantes ao sol, e medir a variação potencial das constantes do Universo. O objetivo do espectrógrafo é procurar e detetar planetas parecidos com a Terra, capazes de suportar vida, detetando variações de velocidade de cerca de 0,3km/h. Para além disso, tem como intuito testar a estabilidade das constantes fundamentais do Universo.

Caracterização dos planetas “b” e “c”

Para além de melhor caracterizar os planetas já conhecidos, o ESPRESSO indicou evidências da presença de mais dois exoplanetas à volta da estrela LHS 1140. Esta é a anã vermelha a 41 anos-luz de distância, na direção da constelação da Baleia (Cetus), com cerca de 5 mil milhões de anos, com temperatura a rondar os 3000º C.

Sendo menos quente que o sol, em cerca de metade da sua temperatura, a zona de habitabilidade da LHS 1140 está mais próxima desta. Apesar de ter uma órbita de apenas 24,7 dias, o planeta “b” orbita dentro desta zona, onde planetas do tipo terrestre estão à distância certa da estrela para poderem ter água líquida na sua superfície.

A investigação permitiu ainda obter informações precisas sobre os exoplanetas. O planeta “b” tem 1,7 vezes o diâmetro e 6,5 vezes a massa da Terra. Já o planeta “c” tem 1,3 vezes o diâmetro e 1,8 vezes a massa da Terra. Estes dados permitem calcular a densidade destes planetas e caracterizar a sua composição interna.

Conclui-se, portanto, que no caso do LHS 1140 b, o planeta seja do tipo terrestre e com a superfície coberta por água líquida.

Novo planeta no sistema do LHS 1140

A precisão do ESPRESSO deu ainda indícios da existência de outro potencial planeta neste sistema, o LHS 1140 d, com 4,8 vezes a massa da Terra e um período orbital de cerca de 79 dias. Orbitando ligeiramente fora da zona de habitabilidade da estrela, terá uma composição interna na fronteira entre os planetas rochosos e gasosos.

Indícios de um quarto planeta também surgem, embora seja cedo para falar sobre ele. Talvez partilhe a órbita com o planeta “c”, mas apenas após mais uma bateria de estudos vai ser possível confirmar este cenário.

O contributo dos cientistas portugueses

Entre outros cientistas, a investigação contou com João Faria, Sérgio Sousa, Pedro Figueira e Nuno Cardoso Santos, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e do Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto.

O estudo culminou na publicação do artigo “Planetary system LHS 1140 revisited with ESPRESSO and TESS”, na revista científica Astronomy & Astrophysics.

A participação do IA no ESPRESSO pretende contribuir para a investigação portuguesa de exoplanetas, através da construção, desenvolvimento e definição científica de vários instrumentos e missões espaciais. Nos próximos anos está estipulado o lançamento do telescópio espacial PLATO (ESA) e a instalação do espectrógrafo HIRES no Extremely Large Telescope (ELT).

Teóricos defendem também que pode existir pelo menos um exoplaneta a orbitar cada estrela da Via Láctea, o que elevará a contagem de exoplanetas na nossa galáxia para cerca de um trilião. A pesquisa por exoplanetas não serve apenas para criar um catálogo de mundos conhecidos, mas também para perceber se a vida pode existir noutro lugar no Universo.

Todas estas descobertas apresentam um grande desafio para os astrónomos. Torna-se essencial conhecer o melhor possível todos estes novos mundos, o que tende a implicar uma mudança radical na interpretação da história do próprio Sistema Solar.

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