As luas de planetas que não têm estrela-mãe podem possuir uma atmosfera e reter água líquida. Os astrofísicos da LMU calcularam que tais sistemas poderiam abrigar água suficiente para tornar a vida possível - e sustentá-la.

A água tornou a vida possível na Terra e é indispensável para a continuidade da existência de sistemas vivos no planeta. Isso explica por que os cientistas estão constantemente em busca de evidências de água em outros corpos sólidos no universo. Até agora, Contudo, a existência de água líquida em outros planetas além da Terra não foi comprovada diretamente. Contudo, há indicações de que várias luas nos confins de nosso próprio sistema solar, mais especificamente, Encélado de Saturno e três luas de Júpiter (Ganimedes, Callisto e Europa) podem possuir oceanos subterrâneos. Quais são, então, as perspectivas para a detecção de água nas luas dos planetas além do nosso sistema solar?

Em cooperação com colegas da Universidade de Concepción, no Chile, Os físicos da LMU Prof. Barbara Ercolano e o Dr. Tommaso Grassi (ambos membros do ORIGINS, um Cluster of Excellence) agora usaram métodos matemáticos para modelar a atmosfera e a química da fase gasosa de uma lua em órbita ao redor de um planeta flutuante (FFP). Um FFP é um planeta que não está associado a uma estrela.

Mais de 100 bilhões de nômades planetários

Os FFPs são de interesse principalmente porque as evidências indicam que existem muitos deles por aí. Estimativas conservadoras sugerem que nossa própria galáxia hospeda pelo menos tantos planetas órfãos do tamanho de Júpiter quanto há estrelas - e a própria Via Láctea abriga bem mais de 100 bilhões de estrelas.

Ercolano e Grassi utilizaram um modelo de computador para simular a estrutura térmica da atmosfera de uma exomoon do mesmo tamanho da Terra em órbita ao redor de um FFP. Seus resultados sugerem que a quantidade de água presente na superfície da lua seria de cerca de 10, 000 vezes menor que o volume total dos oceanos do nosso planeta, mas 100 vezes maior do que o encontrado na atmosfera da Terra. Isso seria o suficiente para permitir que a vida evoluísse e prosperasse.

O modelo do qual essa estimativa foi derivada consiste em uma lua do tamanho da Terra e um FFP do tamanho de Júpiter. Tal sistema, que não tem companheiro estelar por perto, espera-se que seja escuro e frio. Ao contrário do nosso sistema solar, não existe uma estrela central que possa servir como fonte confiável de energia para conduzir as reações químicas.

Radiação cósmica e forças das marés à frente!

Em vez, no modelo dos pesquisadores, os raios cósmicos fornecem o impulso químico necessário para converter o hidrogênio molecular e o dióxido de carbono em água e outros produtos. Para manter o sistema agitado, os autores invocam as forças das marés exercidas pelo planeta em sua lua como uma fonte de calor - e assumindo que o dióxido de carbono é responsável por 90% da atmosfera da lua, o efeito estufa resultante reteria efetivamente uma grande parte do calor gerado na lua. Juntos, essas fontes de energia seriam suficientes para manter a água no estado líquido.