Planeta parecido com a Terra pode abrigar vida

A estrela Gliese 581 tem pelo menos seis planetas, um dos quais bem no meio da zona habitável, onde pode haver água e atmosfera.(Imagem: Lynette Cook/UCSC)

Uma equipe de caçadores de planetas liderada por astrônomos da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, e da Instituição Carnegie, de Washington, anunciaram a descoberta de um exoplaneta situado na “zona habitável” em volta de sua estrela.

O planeta, com três vezes a massa da Terra, orbita uma estrela relativamente próxima, a uma distância que o coloca bem no meio da zona habitável – a região cujas temperaturas permitem a existência de água líquida na superfície do planeta.

Exoplaneta habitável

Se as observações iniciais forem confirmadas, este pode ser o exoplaneta mais parecido com a Terra já descoberto e o primeiro forte candidato para ser potencialmente habitável.

Para os astrônomos, um planeta “potencialmente habitável” é um planeta capaz de sustentar a vida, mas não necessariamente seria algo que os humanos considerariam um lugar agradável para viver.

A habitabilidade depende de muitos fatores, mas a água líquida e uma atmosfera estão entre os mais importantes.

“Nossos resultados oferecem um caso muito convincente para um planeta potencialmente habitável,” disse Steven Vogt, membro da equipe. “O fato de termos sido capazes de detectar esse planeta tão rapidamente e tão perto nos diz que planetas como este devem ser muito comuns.”
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Descoberto sistema planetário semelhante ao Sistema Solar

Impressão artística do novo sistema exoplanetário HD 10180, com sete planetas, incluindo um "planeta de lava", com o tamanho mais próximo ao da Terra já encontrado até hoje. (Imagem: ESO/L. Calçada)

Sistema exoplanetário

Astrônomos do ESO (Observatório Europeu do Sul) descobriram um sistema planetário com, pelo menos, cinco planetas em órbita de uma estrela do tipo solar, HD 10180.

Os pesquisadores têm também fortes indícios da existência de mais dois planetas, sendo que um deles deverá ser o exoplaneta de menor massa encontrado até agora.

Isto torna este sistema planetário muito semelhante ao nosso próprio Sistema Solar em termos do número de planetas (sete planetas contra os nossos oito). Além disso, a equipe encontrou evidências de que as distâncias dos planetas até sua estrela seguem um padrão regular, como acontece no Sistema Solar.

“Esta descoberta extraordinária também enfatiza o fato de estarmos agora entrando em uma nova era da investigação de exoplanetas: o estudo de sistemas planetários complexos e não apenas de planetas individuais. Estudos dos movimentos planetários no novo sistema revelam interações gravitacionais complexas entre os planetas e nos dão informações sobre a evolução do sistema a longo prazo,” diz Christophe Lovis, principal autor do artigo científico que apresenta os resultados.
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Exoplanetas que orbitam na contramão atropelam teorias

Planetas que giram ao contrário

O anúncio feito hoje, da descoberta de nove novos exoplanetas, não deveria chamar muito a atenção – afinal, os planetas fora do Sistema Solar conhecidos até agora passaram a somar nada menos do que 452.

Contudo, ao cruzar os dados com observações anteriores de exoplanetas em trânsito, os astrônomos surpreenderam-se com o fato de que seis deles orbitam na direção oposta à da rotação da sua estrela hospedeira – precisamente o contrário do que se passa no nosso Sistema Solar.

Estas novas descobertas virtualmente jogam por terra as atuais teorias da formação dos planetas.

“Esta é uma verdadeira bomba que estamos lançando sobre o campo dos exoplanetas,” diz Amaury Triaud, do Observatório de Genebra que, juntamente com Andrew Cameron e Didier Queloz, lidera a maior parte da campanha de observações que permitiu estas descobertas.

Teoria da formação dos planetas

A teoria atual de formação dos planetas propõe que os planetas nascem de um disco de gás e poeira que circunda uma estrela jovem.

Como esse disco protoplanetário gira na mesma direção da estrela, a teoria resultava em que os planetas formados a partir desse disco orbitariam, mais ou menos, no mesmo plano e se moveriam ao longo das suas órbitas na mesma direção que a rotação da estrela.

Esta é cara do nosso Sistema Solar. Como somente há poucos anos os cientistas começaram a descobrir planetas orbitando outras estrelas, não é de estranhar que a teoria que tentava explicar a formação de todos os planetas resulte em sistemas planetários exatamente iguais ao nosso – o único observado até então.

Planetas fora do eixo e na contramão

Depois da detecção inicial dos nove novos exoplanetas, com o instrumento WASP (Wide Angle Search for Planets), a equipe de astrônomos utilizou diversos outros aparelhos para confirmar as descobertas e caracterizar os exoplanetas em trânsito encontrados tanto neste novo rastreamento como nos anteriores.

Surpreendentemente, quando a equipe combinou os novos dados com as observações mais antigas, descobriu que mais de metade de todos os exoplanetas do tipo Júpiter quente estudados tem órbitas desalinhadas com o eixo de rotação das suas estrelas hospedeiras.

A equipe descobriu ainda que seis exoplanetas desta extensa amostragem (dos quais dois são descobertas novas) têm movimentos retrógrados: eles orbitam a sua estrela na direção “errada”, ou na contramão.

“Estes novos resultados desafiam claramente o conhecimento convencional de que os planetas devem sempre orbitar na mesma direção da rotação das suas estrelas,” afirma Andrew Cameron, da Universidade de St Andrews, na Inglaterra. Foi ele quem apresentou estes novos resultados no Encontro Nacional de Astronomia do Reino Unido, que está acontecendo esta semana em Glasgow.

Consertando a teoria da formação planetária

A origem dos exoplanetas do tipo Júpiter quente é um enigma desde a descoberta do primeiro deles, há cerca de 15 anos. São planetas com massa similares ou maiores do que a de Júpiter, mas que giram em alta velocidade em órbitas muito próximas da sua estrela.

Os astrônomos acreditam que os núcleos dos planetas gigantes se formam de uma mistura de partículas de rocha e gelo, material que se encontra apenas nas regiões mais frias e afastadas do sistema planetário.

Desde modo, estes exoplanetas deveriam formar-se longe da sua estrela – novamente, uma influência clara sobre a teoria do material observacional até agora disponível, ou seja, o nosso próprio Sistema Solar.

Para dar conta dos novos dados, a partir da descoberta desses exoplanetas gigantes gasosos, os astrônomos teorizaram que eles se formariam como sua teoria estabelecia e, só depois, migrariam para órbitas mais interiores, muito mais próximas da estrela hospedeira.

Eles afirmam que este fenômeno poderia ser explicado por interações gravitacionais com o disco de poeira a partir do qual os planetas se formam, em um cenário a se desenrolar ao longo de alguns milhões de anos, resultando numa órbita alinhada com o eixo de rotação da estrela hospedeira. Este cenário permitiria igualmente a formação subsequente de planetas rochosos do tipo da Terra.

Infelizmente, esta hipótese não explica as novas observações.

Acostumados com o nosso Sistema Solar, os cientistas acreditavam, com base em sua teoria de formação planetária, que todos os planetas deveriam orbitar suas estrelas mais ou menos no mesmo plano. Vários dos exoplanetas descobertos não obedecem a esta regra. (Imagem: ESO/L. Calçada)

Consertando a teoria – Tentativa 2

Para explicar os novos exoplanetas retrógrados agora descobertos, uma teoria de migração alternativa sugere que a proximidade desse tipo de exoplaneta em relação às suas estrelas não se deve a interações com o disco de poeira, mas sim a um processo de evolução mais lento que envolve uma “luta” gravitacional com companheiros planetários ou estelares mais distantes, durante centenas de milhões de anos.

Depois que essas perturbações gravitacionais levam um exoplaneta gigante a uma órbita inclinada e alongada, este sofrerá fricções de maré, perdendo energia cada vez que a sua órbita o aproxima da estrela. Deste modo, ele ficará eventualmente “estacionado” numa órbita quase circular, mas inclinada de maneira aleatória, próximo da estrela hospedeira.

“Um efeito secundário dramático deste processo seria o de que qualquer pequeno planeta do tipo da Terra seria varrido destes sistemas,” diz Didier Queloz do Observatório de Genebra. É isto que fez com que os astrônomos afirmarem que, provavelmente, estrelas que possuem gigantes gasosos em suas proximidades não teriam planetas rochosos como a Terra.

Dois dos novos exoplanetas retrógrados descobertos possuem companheiros de grande massa, mais distantes, que poderiam ser as potenciais causas do efeito agora teorizado.

Como se formam os planetas

Se é muito cedo para afirmar que a nova hipótese se estabelecerá como uma nova teoria de formação planetária, uma coisa pelo menos é certa: os astrônomos vão se dedicar ainda com mais afinco na busca de novos exoplanetas, de forma a terem uma amostra observacional que os permita novamente criar uma explicação para a pergunta que não vai parar de ser feita: como se formam os planetas?

Esta teoria alternativa de “luta gravitacional”, embora não seja exaustiva e não elimine novas propostas, deverá suprir a lacuna – pelo menos até que se descubra um sistema planetário que tenha tanto um gigante gasoso quanto um planeta rochoso menor.

Observatórios robóticos

Os nove novos exoplanetas foram descobertos pelo instrumento WASP (Wide Angle Search for Planets).

O WASP tem dois observatórios robóticos, cada um com oito câmaras de grande ângulo que monitoram o céu continuamente à procura de eventos de trânsito planetário.

Um trânsito planetário ocorre quando um planeta passa à frente da sua estrela hospedeira – em relação à Terra – bloqueando temporariamente parte da radiação emitida pela estrela e que chega até nós.

As oito câmaras de grande ângulo conseguem monitorar milhões de estrelas simultaneamente, tentando detectar esses raros acontecimentos de trânsito.

Planeta em trânsito

Para confirmar a descoberta e caracterizar um novo planeta em trânsito, é necessário fazer um estudo de velocidade radial para detectar as oscilações da estrela hospedeira em torno do centro de massa comum (estrela + planeta).

Isso é feito com uma rede internacional de telescópios equipados com espectrômetros muito sensíveis. No hemisfério Norte o Nordic Optical Telescope, instalado nas ilhas Canárias, e o instrumento SOPHIE, montado no telescópio de 1,93 metro do Observatório de Haute Provence, na França lideram a busca.

No hemisfério Sul, o HARPS, montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, e o espectrômetro CORALIE, montado no telescópio suíço EULER, ambos em La Silla, no Chile, foram utilizados para confirmar a descoberta dos novos planetas e medir o ângulo que a órbita de cada planeta faz com o equador da respectiva estrela.

Os telescópios robóticos Faulkes, situados no Havaí e Austrália, forneceram medições de brilho para a determinação do tamanho dos planetas.

Planetas gigantes gasosos

Exoplanetas do tipo Júpiter quente, também chamados gigantes gasosos, são planetas com massas similares ou maiores do que a de Júpiter, que orbitam as suas estrelas hospedeiras em órbitas muito mais próximas da estrela do que qualquer planeta do nosso Sistema Solar se encontra do Sol.

Como são grandes e estão próximos da estrela hospedeira, eles são mais fáceis de detectar através do seu efeito gravitacional sobre a estrela e, ao mesmo tempo, têm maior probabilidade de passar à frente da estrela.

A maior parte dos primeiros exoplanetas descobertos pertence a esta classe de objetos. Apenas no início de 2010 foi anunciada a descoberta do primeiro exoplaneta temperado, com temperaturas mais baixas, e que foi brindado pelos astrônomos como uma verdadeira Pedra de Roseta planetária.

Fonte: Inovação Tecnológica

Exoplaneta “temperado” pode ser Pedra de Roseta da galáxia

Imagem artística do primeiro exoplaneta cujas propriedades poderão ser estudar em profundidade, tornando uma espécie de pedra de Roseta da pesquisa em planetas fora do Sistema Solar. (Imagem: Corot)

Água líquida

Um grupo internacional de cientistas, com participação brasileira, descobriu um exoplaneta – ou planeta extrassolar, um planeta fora do Sistema Solar – com temperaturas superficiais consideradas estáveis e moderadas.

Os cálculos realizados até o momento indicam que as temperaturas em sua superfície variam entre -20º C e 160º C – embora a máxima esteja muito acima da encontrada na Terra, ela está muito abaixo da normalmente encontrada nesses planetas, chamados de “gigantes gasosos”.

“Nessas temperaturas pode até existir água no estado líquido”, avalia o professor Sylvio Ferraz-Mello, da USP, que integra a equipe de mais de 60 cientistas que estudam os dados coletados pelo telescópio espacial CoRoT.

Semelhanças com Júpiter e Mercúrio

O novo planeta, batizado de CoRoT-9b, lembra bastante os encontrados no Sistema Solar. Ele tem o tamanho aproximado de Júpiter, mas uma órbita semelhante à de Mercúrio.

Ele está bem próximo de uma estrela similar ao Sol, na constelação Serpens Cauda, distante cerca de 1.500 anos-luz da Terra. O exoplaneta completa uma órbita em torno de sua estrela em apenas 95 dias.

São conhecidos, atualmente, cerca de 400 exoplanetas, dos quais 70 orbitam uma estrela central. Esses planetas têm órbitas muito curtas ou excêntricas, com temperaturas superficiais extremas.

Planeta familiar

Segundo os autores do estudo, as características do planeta se encaixam nos modelos padrões de evolução e ele provavelmente tem uma composição interna parecida com a de Júpiter ou a de Saturno.

“O CoRoT-9b é o primeiro exoplaneta até hoje encontrado que realmente se assemelha aos planetas em nosso Sistema Solar”, apontou Hans Deeg, do Instituto de Astrofísica de Canárias e primeiro autor do artigo.

“Esse é o primeiro exoplaneta cujas propriedades podemos estudar em profundidade. Ele pode se tornar a pedra de Roseta da pesquisa em exoplanetas”, disse Claire Moutou, do Departmento de Astrofísica da Universidade de La Laguna, na Espanha, um dos autores do estudo.

É assim que os astrônomos 'enxergam' os exoplanetas, medindo a variação da luz recebida de sua estrela quando o planeta passa à sua frente, ou seja, quando ele fica entre a estrela e a Terra. (Imagem: Deeg et al./Nature)

Trânsito planetário

O CoRoT-9b passa em frente à sua estrela a cada 95 dias – conforme observado da Terra. Esse “trânsito’ dura cerca de 8 horas e fornece aos astrônomos muita informação adicional do planeta. Esses detalhes são muito importantes, uma vez que o planeta compartilha muitas características com a maioria dos exoplanetas descobertos até hoje.

“Como no caso dos nossos planetas gigantes, Júpiter e Saturno, o novo planeta é formado basicamente de hidrogênio e hélio. E pode conter outros elementos, como água e pedras em elevadas temperaturas e pressão, em um total de até 20 vezes a massa da Terra”, disse Tristan Guillot, do Observatório da Côte d’Azur.

Planeta ovalado

As informações sobre a temperatura e a forma do novo exoplaneta foram obtidas por medidas espectrográficas feitas a partir de um observatório no Chile.

O trabalho na USP, de acordo com o professor Ferraz-Mello, envolve duas frentes de estudos: o tratamento das observações feitas no Chile, que permite obter medidas espectrográficas que determinam a massa do planeta, por exemplo, e o estudo dos fenômenos das marés nos planetas, que afetam sua rotação.

“O CoRot-9b não é completamente esférico. Ele é levemente ovalado”, observa o cientista, destacando que o planeta que acaba de ser anunciado demonstra um grande potencial para futuros estudos de suas características físicas e atmosféricas.

Análises demoradas

O satélite CoRoT identificou o planeta após 150 dias de observações durante o verão de 2008. “Na verdade, o CoRot9-b foi descoberto há cerca de dois anos, mas somente agora é que ele foi anunciado”, conta Ferraz-Mello.

Os parâmetros do planeta foram verificados no ano passado com o IAC-80 telescópio no Observatório do Teide, em Tenerife, e com outros telescópios, enquanto que as observações com o instrumento HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) no telescópio de 3,6 metros do ESO no Chile, medido a sua massa, e confirmou que o Corot-9b é de fato um exoplaneta – daí a demora na divulgação da descoberta.

Técnica permite que pequenos telescópios examinem planetas extrassolares

A busca por planetas de outros sistemas solares onde possa existir vida deve ser facilitada com uma nova técnica que permite a utilização de pequenos telescópios em terra, segundo estudo publicado nesta quinta-feira (4) pela revista científica britânica “Nature”.

Cerca de 430 planetas que giram em torno de estrelas que não o Sol foram descobertos desde 1995, mas a maioria é de gigantes gasosos como Júpiter e não planetas rochosos como a Terra.

Gigante HD 209458b, maior que Júpiter; 2º exoplaneta com água, metano e CO²


Até agora, para analisar a composição química da atmosfera destes corpos celestes chamados exoplanetas, assim como buscar moléculas que mostraram presença de vida, eram necessários telescópios espaciais ou grandes telescópios em terra.

Mark Swain, da Nasa, e seus colegas americanos, britânicos e alemães utilizaram em 2007 um telescópio terrestre de três metros, com base no Havaí, para analisar a pequena radiação infravermelha emitida pelo exoplaneta JD 189733b, um gigante gasoso situado a 63 anos-luz da Terra.

Inclusive puderam observá-lo em comprimentos de onda não acessíveis para telescópios espaciais.

Turbulências

Graças a uma técnica que permite evitar as turbulências da atmosfera terrestre, que podem interferir na imagem dos telescópios, os cientistas descobriram a presença de metano na atmosfera deste exoplaneta.

O exoplaneta JD 189733b, tal como se vê da Terra, passa às vezes diante de sua estrela ou se eclipsa atrás dela. Os astrônomos comparam seu espectro luminoso antes e depois de cada eclipse.

“Com a nova técnica de calibração, podemos distinguir as variações da luz devido ao eclipse do planeta, variações devidas às turbulências atmosféricas e aos próprios detectores”, explicou um dos autores, Jeroen Bouwman, do Instituto Max Planck para Astronomia (Alemanha), em um comunicado.

Os resultados obtidos com telescópios relativamente pequenos em terra são animadores, segundo Swain. “Isso significa que, com telescópios maiores em terra, utilizando essa técnica, será possível estudar melhor a atmosfera de planetas similares na Terra”, explicou Mark Swain.