TESS descobre exoplaneta incomum do tamanho de Vênus

Planeta orbita anã vermelha uma vez a cada 12,8 dias. Cientistas sugerem uso de James Webb para estudos mais detalhados.

Usando observações de diversos telescópios, incluindo do Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito (TESS), da NASA, duas equipes internacionais de astrônomos descobriram um planeta entre os tamanhos da Terra e de Vênus a apenas 40 anos-luz de distância.

Um dos principais objetivos do TESS é capturar trânsitos: escurecimentos breves e regulares de estrelas causados pela passagem de planetas em órbita. Pra isso, ele observa uma grande faixa do céu por cerca de um mês de cada vez, acompanhando as mudanças de brilho de dezenas de milhares de estrelas em intervalos que variam de 20 segundos a 30 minutos.

“Encontramos o mundo mais próximo, em trânsito, temperado e do tamanho da Terra localizado até o momento”, disse Masayuki Kuzuhara, professor assistente do projeto no Centro de Astrobiologia em Tóquio, que co-liderou uma equipe de pesquisa com Akihiko Fukui, professor assistente do projeto na Universidade de Tóquio. “Embora ainda não saibamos se ele possui uma atmosfera, estamos pensando nele como um exo-Vênus, com tamanho e energia recebidos de sua estrela semelhantes aos de nosso vizinho planetário no Sistema Solar.”

Anã vermelha A estrela-mãe, Gliese 12, é uma anã vermelha fria localizada a quase 40 anos-luz de distância na constelação de Peixes. Ela tem cerca de 27% do tamanho do Sol, com cerca de 60% da temperatura “superficial”. O mundo recém-descoberto, Gliese 12 b, orbita a cada 12,8 dias e tem o tamanho da Terra ou um pouco menor – comparável a Vênus. Supondo-se que não tenha atmosfera, o planeta tem uma temperatura de superfície estimada em cerca de 42 °C.

Astrônomos dizem que o tamanho e a massa diminutos das estrelas anãs vermelhas as tornam ideais para encontrar planetas do tamanho da Terra. Uma estrela menor significa maior escurecimento para cada trânsito, e uma massa menor significa que um planeta em órbita pode produzir uma oscilação maior, conhecida como “movimento reflexo”, da estrela. Esses efeitos tornam planetas menores mais fáceis de detectar.

As luminosidades mais baixas das estrelas anãs vermelhas também significam que suas zonas habitáveis – a faixa ao seu redor em que a água líquida poderia existir na superfície de um planeta – ficam mais próximas a elas. Assim, a detecção de planetas em trânsito dentro de zonas habitáveis de anãs vermelhas é mais fácil do que em estrelas que emitem mais energia.

A distância que separa Gliese 12 b de sua estrela é apenas 7% da distância entre a Terra e o Sol. O planeta recebe 1,6 vezes mais energia de sua estrela do que a Terra recebe do Sol e cerca de 85% do que Vênus recebe.

“Gliese 12 b representa um dos melhores alvos para estudar se planetas do tamanho da Terra em órbita de estrelas frias podem reter suas atmosferas, uma etapa crucial para avançarmos em nossa compreensão da habitabilidade em planetas de toda a nossa galáxia”, disse Shishir Dholakia, estudante de doutorado do Centro de Astrofísica da Universidade do Sul de Queensland, na Austrália. Ele co-liderou outra equipe de pesquisa com Larissa Palethorpe, estudante de doutorado da Universidade de Edimburgo e da University College London.

Pesquisas Ambas as equipes acreditam que mais pesquisas sobre Gliese 12 b podem ajudar a desvendar alguns aspectos da evolução do nosso próprio Sistema Solar.

“Acredita-se que as primeiras atmosferas da Terra e de Vênus foram removidas e depois reabastecidas por desgaseificação vulcânica e bombardeios de material residual no Sistema Solar”, explicou Palethorpe. “A Terra é habitável, mas Vênus não é devido à perda total de água. Como Gliese 12 b está entre a Terra e Vênus em termos de temperatura, sua atmosfera pode nos ensinar muito sobre os caminhos de habitabilidade que os planetas tomam à medida que se desenvolvem.”

Um fator importante na retenção de uma atmosfera é a tempestade de sua estrela. As anãs vermelhas tendem a ser magneticamente ativas, resultando em frequentes e poderosas explosões de raios X. Entretanto, as análises de ambas as equipes concluem que o Gliese 12 não apresenta sinais de comportamento extremo.

“Gliese 12 b: Um Planeta Temperado do Tamanho da Terra a 12 pc Ideal para Espectroscopia de Transmissão Atmosférica“, artigo liderado por Kuzuhara e Fukui foi publicado em 23 de maio no The Astrophysical Journal Letters. As descobertas de Dholakia e Palethorpe foram publicadas no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society no mesmo dia no paper “Gliese 12 b, um planeta temperado do tamanho da Terra a 12 parsecs descoberto com TESS e CHEOPS“

O artigo de Kuzuhara e Fukui sugere usar o Telescópio Espacial James Webb (JWST) para pesquisar o exoplaneta. Durante um trânsito, a luz da estrela-mãe passa pela atmosfera do exoplaneta. Diferentes moléculas nessa atmosfera absorvem comprimentos de onda da luz estelas, de modo que o trânsito fornece um conjunto de impressões digitais químicas que podem ser detectadas por telescópios como o JWST. Essa técnica se chama espectroscopia de transmissão e um dos instrumentos do JWST, o Espectroscópio de Infravermelho Próximo (NIRSpec) foi construído, entre outros objetivos, para isso.

“Conhecemos apenas um punhado de planetas temperados semelhantes à Terra que estão suficientemente próximos de nós e que atendem a outros critérios necessários para esse tipo de estudo”, disse Michael McElwain, astrofísico pesquisador do Centro de Voo Espacial Goddard, da NASA, em Greenbelt, Maryland, e coautor do artigo de Kuzuhara e Fukui. “Para entender melhor a diversidade de atmosferas e os resultados evolutivos desses planetas, precisamos de mais exemplos como Gliese 12 b.”