Planetas Habitáveis fora do Nosso Sitema Solar

Astrônomos de universidades europeias divulgaram nesta quinta-feira (8) ter descoberto um possível planeta habitável fora do Sistema Solar. O HD40307g tem uma massa sete vezes maior do que a da Terra e é o exoplaneta mais longe, entre os seis do seu sistema, da estrela HD40307, que está a 42 anos-luz.

Esta distância, semelhante a da órbita do nosso planeta para o Sol, é ideal para que o exoplaneta receba energia e calor suficientes para manter água em estado líquido em sua superfície e atmosfera estável para que seja habitado. Além disso, segundo os astrônomos, é provável que o HD40307g faça rotação em seu próprio eixo, uma vez que orbita essa estrela massiva, criando momentos diurnos e noturnos no planeta, outro fator semelhante ao da Terra.

A pesquisa, que será publicada no renomado periódico Astronomy & Astrophysics, foi liderado Mikko Tuomi, da Universidade de Hertfordshire, no Reino Unido, e Guillem Anglada-Escude, Universidade de Goettingen, na Alemanha. 

A estrela HD 40307, um pouco menor e um pouco mais fria que o nosso Sol, já era conhecida dos astrônomos. Mas pesquisas anteriores apontavam apenas três objetos muito próximos ao seu redor – o que dificultava o surgimento da vida.

Só após cruzar dados do espectrógrafo Harps, do Observatório Europeu do Sul (ESO, na sigla em inglês), o mais preciso do mundo para buscar planetas fora do Sistema Solar, o grupo conseguiu detectar sinais de três novos mundos na órbita da estrela, entre eles o exoplaneta HD40307g.

O estudo ressalta, também, que este não é a primeira vez que um estudo descobre um exoplaneta com potencial para abrigar a vida: a Nasa (Agência Espacial Norte-Americana) conseguiu comprovar no início do ano que o Kepler 22b, detectado em 2009 pela missão espacial Kepler, está apto para ser habitável. Mesmo tendo condições similares às do HD40307g, ele fica muito longe da Terra, a cerca de 600 anos-luz, ao contrário da nova descoberta.

A Nasa, a agência espacial americana, anunciou a descoberta dos dois planetas mais "habitáveis" já descobertos.

Eles são ligeiramente maiores que a Terra e orbitam uma estrela a 1.200 anos-luz da Terra.

Segundo os cientistas, os dois planetas têm a dimensão correta e estão a uma distância ideal da estrela hospedeira para criar as condições para a existência de água em sua superfície.

Os dois planetas, batizados de Kepler-62e e Kepler-62f, foram detectados pelo telescópio Kepler.

O Kepler já havia detectado mais de 600 planetas, muitos deles parecidos com a Terra, mas até agora nenhum com condições tão propícias para a existência de vida.

Eles podem ser chamados de "superterras", pois suas dimensões são maiores do que as do nosso planeta, cerca de uma vez e meia o diâmetro da Terra.

Os pesquisadores afirmam que o tamanho destes planetas sugere que eles sejam rochosos, como a Terra, ou compostos em sua maior parte de gelo. Certamente eles parecem pequenos demais para serem planetas gasosos como Netuno ou Júpiter.

Os planetas 62e e o 62f também parecem estar a uma distância adequada da estrela que orbitam e isto faz com que eles recebam uma quantidade tolerável de energia. Não são quentes demais nem frios demais.

A equipe de cientistas afirma ainda que, com o tipo certo de atmosfera, é razoável especular que estes planetas possam ter água em estado líquido, uma condição que todos aceitam como necessária para o estabelecimento da vida.

"Declarações sobre a habitabilidade de um planeta sempre dependem de pressupostos", afirmou Lisa Kaltenegger, especialista em teorias sobre atmosferas de exoplanetas e que participa do grupo que descobriu estes novos planetas.

"Vamos supor que os planetas Kepler-62e e o 62f são mesmo rochosos, como o raio deles indica. Vamos supor ainda mais que eles têm água e sua composição atmosférica é parecida com a da Terra, dominada por nitrogênio e contendo água e dióxido de carbono", acrescentou a pesquisadora do Instituto Max Planck para Astronomia, em Heidelberg.

"Neste caso, os dois planetas podem ter água líquida na superfície: Kepler-62f recebe menos radiação de sua estrela que a Terra do Sol e, portanto, precisa de mais gases de efeito estufa, por exemplo, mais dióxido de carbono, do que a Terra, para não congelar."

"O Kepler-62e está mais perto de sua estrela, e precisa de uma cobertura de nuvens maior, suficiente para refletir parte da radiação da estrela e permitir água líquida em sua superfície."

Mas, a tecnologia atual não permite a confirmação de nenhuma destas especulações. Com telescópios mais avançados, os cientistas afirmam ser possível enxergar além do brilho intenso da estrela destes planetas e observar apenas a luz fraca que passa através da atmosfera de um pequeno mundo ou que é refletida por sua superfície.

Isto permitiria detectar assinaturas químicas associadas com gases atmosféricos específicos e talvez até alguns processos na superfície dos planetas.

No passado, os pesquisadores já falaram em tentar detectar um marcador de clorofila, o pigmento das plantas que tem um papel crucial na fotossíntese.

Um estudo apresentado por um grupo de investigadores na revista Astronomy & Astrophysics revela que a força das mares criada pela interacção entre um planeta extra-solar e a sua estrela pode tornar a vida nesse planeta insustentável, mesmo que o planeta se situe na zona habitável. Tudo depende do tamanho da estrela e da localização da zona habitável.

A figura seguinte mostra os quatro planetas mais interiores do sistema estelar de Gliese 581, com maior destaque para Gliese 581g (Crédito: Lynette Cook/NASA).

Num sistema estelar a zona habitável é uma faixa circular em torno de uma estrela, em que é possível existir água no estão líquido. Para muitos investigadores o desenvolvimento de vida num planeta só é possível se esse planeta tiver água no estado líquido (ou seja, se estiver na zona habitável).

O estudo foca-se no sistema planetário de Gliese 581, uma estrela anã vermelha com um terço da massa do Sol, situada na constelação de Libra (Balança). Até agora são conhecidos seis planetas extra-solares que orbitam Gliese 581, identificados como Gliese 581b a Gliese 581g. A figura seguinte apresenta uma resumo sobre o Sistema Estelar de Gliese 581.

Gliese 581d e Gliese 581g, dois dos planetas que orbitam a estrela Gliese 581, situam-se na zona habitável. Estes planetas eram considerados até agora fortes candidatos a conter vida. Mas os resultados do estudo, baseados na aplicação de modelos matemáticos, parecem indiciar que o efeito da força de maré gerada pela acção estrela Gliese 581 sobre estes planetas os torna inabitáveis.

Todas as estrelas exercem uma força gravitacional sobre os planetas que as orbitam. A acção desta força sobre um planeta gera neste uma força de maré, cujo efeito é tanto maior quanto mais perto um planeta se encontra.

Segundo o estudo apresentado pela Astronomy & Astrophysics, a força de maré a proximidade da estrela Gliese 581 aos dois planetas da zona habitável, Gliese 581d e Gliese 581g, gera uma força de maré de efeitos mortais.

A figura seguinte faz uma comparação entre o Sistema Planetário de Gliese 581 (em cima) e o Sistema Solar (em baixo). Todos os planetas conhecidos que orbitam em torno da estrela Gliese 581 situam-se a uma distância dessa estrela bem inferior à distância da Terra ao Sol (Crédito: National Science Foundation/Zina Deretsky).

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Uma das consequências da acção das forças de maré sobre exercida sobre Gliese 581d e Gliese 581g é que em sensivelmente 1 milhão de anos (um piscar de olhos em termos astronómicos) o eixo de rotação do planeta torna-se perpendicular à sua trajectória. A figura seguinte compara a inclinação do eixo de rotação (inclinação axial) de Mercúrio e da Terra, planetas do sistema solar.

Um planeta com um eixo de rotação perpendicular à sua trajectória não apresenta estações do ano. As temperaturas nos pólos são muito mais baixas e as temperaturas nos pólos são muito mais altas do que se o eixo de rotação fosse “inclinado”. A grande diferença de temperatura entre pólos e equador gera fortes ventos e grandes tempestades.

A força da maré também pode promover a sincronização entre o período de rotação e o período de translação. Ou seja o dia e o ano passam a ter a mesma duração. Isto já acontece na Lua: da superfície da Terra vemos sempre a mesma face da Lua, independentemente do dia do ano. Quando tal acontece apenas metade do planeta recebe luz direta da estrela. Em metade do planeta é sempre de dia (e as temperaturas são sempre muito altas) e na outra metade é sempre de noite (e as temperaturas são sempre muito baixas).

A ação da força da maré nos planetas Gliese 581d e Gliese 581g pode manifestar-se de uma terceira forma, porque a estrela Gliese 581 possui um planeta com uma órbita bem mais exterior. O planeta mais afastado desta estrela chama-se Gliese 581f.

A força da maré gerada pela estrela Gliese 581 deforma os planetas, tornando-os mais alongados. É possível que o planeta Gliese 581f contribua para que a deformação, e, como tal, a forma dos planetas mais interiores varie com o tempo.

A variação da forma dos planetas Gliese 581d e Gliese 581g provoca uma forte fricção entre as rochas que compõem a crosta. Esta fricção gera calor interno, no interior do planeta, chamado tidal heating (que em português pode ser traduzido como “aquecimento de maré”).O tidal heating pode gerar uma forte actividade vulcânica.

Notas:

(1) A força da maré não resulta apenas da força gravitacional exercida por uma estrela sobre o planeta que o orbita. Na verdade a expressão força de maré toma o seu nome do fenómeno das marés, que é provocado pela força das marés que resulta da interacção da Terra com a Lua. Neste caso a força de marés resulta da acção da força gravitacional da Lua sobre a Terra.

(2) O caso mais conhecido de tidal heating é Io, uma lua (satélite natural) de Júpiter. A deformação variável de Io é promovida por Europa, outra lua de Júpiter. A orbita de Io está em ressonância com a órbita de Europa (por cada “volta” de Europa em torno de Júpiter, Io faz duas “voltas”) e por isso tem uma forte actividade vulcânica.

Na figura em cima pode-se ver duas imagens de Io, a infravermelho (à esquerda) mostrando os locais com vulcões activos (pontos vermelhos no fundo azul) e a luz visível (à direita) mostrando um géiser (no centro à esquerda).Crédito:NASA.