Um dos sistemas estelares mais cativantes além do sistema solar está em nosso quintal galáctico. Pode ser uma estrela anã vermelha comum, mas os exoplanetas que possui são tudo menos comuns. Na verdade, novas observações mostraram que os mundos alienígenas do TRAPPIST-1 podem ser muito especiais.

Localizado a 40 anos-luz da Terra, TRAPPIST-1 é uma mini versão do nosso sistema solar. Orbitando a anã vermelha ultracool estão pelo menos sete pequenos exoplanetas conhecidos de dimensões semelhantes às da Terra, três dos quais orbitam suas estrelas na zona habitável. Essa é a área ao redor de uma estrela na qual não é nem muito quente nem muito frio para a existência de água líquida na superfície de um exoplaneta.

A descoberta de qualquer exoplaneta de zona habitável, particularmente pequenos e rochosos, tem implicações para a possibilidade de encontrar vida extraterrestre. Mas simplesmente encontrar mundos orbitando dentro da zona habitável de uma pequena estrela não significa que esses exoplanetas sejam verdadeiramente habitáveis. A zona apenas fornece um guia sobre onde procurar. A química para a vida dentro dessas atmosferas exoplanetárias (se é que elas têm atmosferas) precisa ser estudada antes que um exoplaneta possa realmente ser considerado como possuidor de qualidades vitais.

Agora, os astrônomos começaram esse processo para os mundos que orbitam o TRAPPIST-1 e deduziram que eles podem conter água. Muitos e muitos e muitos de água.

Vapor, Mundos de líquido e gelo?

Os primeiros exoplanetas TRAPPIST-1 foram descobertos em observações pelo telescópio TRAPPIST-South no sítio La Silla do Observatório Europeu do Sul, no Chile, em 2016. O Very Large Telescope do ESO (também no Chile) e o Spitzer Space Telescope da NASA então entraram em ação e determinaram que havia nada menos que sete pequenos exoplanetas no sistema. Os mundos foram nomeados TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g e h, em distância crescente da estrela central. Cinco dos exoplanetas (TRAPPIST-1b, c, e, f e g) são aproximadamente do tamanho da Terra, e dois (TRAPPIST-1d e h) são menores. É TRAPPIST-1e, f e g que estão na zona habitável da estrela. A descoberta do sistema estelar de sete exoplanetas não tem precedentes, e o potencial habitável do sistema cativou o mundo.

Em um estudo TRAPPIST-1 a ser publicado na revista Astronomy &Astrophysics, os cientistas pegaram todas as informações que sabemos sobre o sistema fascinante, execute-o através de modelos de computador e determine as densidades dos exoplanetas com grande precisão. Isso significa que os cientistas planetários podem experimentar suas composições e, portanto, fazer suposições bem fundamentadas sobre quais substâncias químicas estão presentes. Eles podem até ter uma ideia do que eles olhar gostar.

"Os planetas TRAPPIST-1 estão tão próximos que interferem gravitacionalmente, então os momentos em que eles passam na frente da estrela mudam ligeiramente, "disse Simon Grimm, em uma declaração ESO. Grimm trabalha na Universidade de Berna, na Suíça, e conduziu o estudo. "Essas mudanças dependem das massas dos planetas, suas distâncias e outros parâmetros orbitais. Com um modelo de computador, simulamos as órbitas dos planetas até que os trânsitos calculados concordem com os valores observados, e, portanto, derivam as massas planetárias, " Ele continuou.

Quando a equipe de Grimm meticulosamente juntou tudo isso, eles descobriram que as densidades dos exoplanetas revelam que eles não são estéreis, mundos rochosos; em vez de, grandes quantidades de material volátil estão presentes. Os produtos químicos voláteis incluem água, dióxido de carbono, metano e outros, mas os astrônomos sabem, por meio de observações anteriores de discos protoplanetários em torno de estrelas jovens, que a assinatura espectroscópica da água é dominante. Portanto, os pesquisadores deduzem que os voláteis nos mundos do TRAPPIST-1 consistirão principalmente de água, muitos disso. Em alguns casos, o estudo estima que até 5 por cento da massa exoplanetária consiste em água - isso é 250 vezes mais água do que todos os oceanos da Terra!

"Densidades, embora sejam pistas importantes para a composição dos planetas, não diga nada sobre habitabilidade. Contudo, nosso estudo é um passo importante à medida que continuamos a explorar se esses planetas poderiam sustentar vida, "adicionado o co-autor Brice-Olivier Demory, também da Universidade de Berna, na mesma instrução ESO.

Como esses mundos Trappist-1 orbitam a estrela a distâncias diferentes, a água estará em diferentes fases, dependendo do mundo. Os exoplanetas mais internos (e, portanto, mais quentes) parecem ser rochosos e provavelmente têm atmosferas muito densas e úmidas, enquanto os mundos mais externos serão congelados e cobertos por uma camada de gelo. TRAPPIST-1e é considerado o mundo mais "semelhante à Terra" do sistema, provavelmente possuindo um núcleo de ferro denso, interior rochoso e, possivelmente, uma atmosfera tênue.

Surpresas Exoplanetárias

Todos esses cálculos de densidade forneceram alguns insights surpreendentes. Por exemplo, os planetas mais densos do sistema Trappist-1 não são os mais próximos da estrela. Além disso, os planetas mais frios não parecem ser capazes de possuir atmosferas densas.

Ambas as observações vieram da co-autora Caroline Dorn, que trabalha na Universidade de Zurique, Suíça.

Embora essas descobertas sejam convincentes, outras observações usando o Telescópio Espacial Hubble não conseguiram detectar a presença de hidrogênio nas atmosferas exoplanetárias TRAPPIST-1. A detecção de hidrogênio acrescentaria evidências da presença de água. Então, parece que teremos que esperar pela próxima geração de observatórios, como James Webb Space Telescope da NASA, que será poderoso o suficiente para detectar os sinais reveladores de água.

E mesmo que TRAPPIST-1 tenha todos os ingredientes para exoplanetas habitáveis ​​de boa fé, a natureza dos sistemas estelares anãs vermelhas é muito diferente de nosso sistema solar. Como as zonas habitáveis ​​das anãs vermelhas estão mais próximas de suas estrelas, quaisquer exoplanetas de zona habitável serão expostos a níveis elevados de radiação. A menos que esses mundos possuam campos magnéticos poderosos e atmosferas densas para desviar e absorver o ataque do clima espacial, a vida como a conhecemos pode achar difícil evoluir. Também, uma vez que esses sistemas são tão compactos, o travamento das marés será outro problema. É onde um hemisfério de qualquer exoplaneta em órbita enfrentará continuamente a estrela. É difícil imaginar um mundo habitável quando um lado está congelado em uma noite perpétua.

Mas provavelmente há água no TRAPPIST-1, então, se a vida pode encontrar um caminho em outro lugar em nossa galáxia, seria difícil encontrar um lugar mais adequado onde a biologia alienígena pudesse ganhar uma posição.

Se os exoplanetas TRAPPIST-1 orbitaram o sol, todos eles ocupariam a região dentro da órbita de Mercúrio, o planeta mais interno do sistema solar.