Uma série de quatro estudos lançou uma nova luz sobre as propriedades do sistema planetário TRAPPIST-1, atualmente, nossa maior esperança de evidências de vida biológica além do sistema solar.

Uma vez que a extensão do sistema planetário TRAPPIST-1 foi revelada em fevereiro de 2017, ele capturou a imaginação de pessoas em todo o mundo.

Os novos estudos, incluindo artigos publicados hoje em Astronomia da Natureza e Astronomia e Astrofísica , são o resultado de pesquisadores trabalhando para melhor caracterizar os planetas e coletar mais informações sobre eles.

A equipe internacional primeiro refinou as propriedades da estrela no centro do sistema, e, em segundo lugar, melhorou as medidas dos raios dos planetas. Um terceiro estudo oferece melhores estimativas do que nunca para as massas dos planetas, enquanto no quarto estudo a equipe realizou observações de reconhecimento da atmosfera dos planetas.

Os quatro estudos internacionais foram produzidos em colaboração com o astrônomo da Universidade de Birmingham, Dr. Amaury Triaud. Ele explica, "Depois de descobrir este incrível sistema planetário, nossa equipe estava extremamente ansiosa para saber mais sobre o TRAPPIST-1. Um ano depois, estamos relatando nossos resultados. Graças aos nossos esforços, os planetas TRAPPIST-1 estão se tornando os mundos mais bem estudados fora do sistema solar. "

A equipe descobriu que todos os sete planetas são feitos principalmente de rocha, com até 5 por cento de sua massa na água - uma quantidade significativa. Por comparação, os oceanos da nossa Terra respondem por apenas 0,02% da massa do nosso planeta.

Além disso, cinco dos planetas parecem desprovidos de uma atmosfera feita de hidrogênio e hélio, como para Netuno ou Urano. Esta nova informação reforça a noção de que os sete planetas do TRAPPIST-1 são semelhantes aos mundos rochosos do sistema solar em muitos aspectos.

A forma que a água assume nos planetas TRAPPIST-1 dependeria da quantidade de calor que recebem de sua estrela, que é apenas 9 por cento mais pesado do que o nosso sol.

Os sete planetas são considerados temperados, o que significa que sob certas condições geológicas e atmosféricas, todos poderiam possuir condições que permitissem que a água permanecesse líquida. Trabalhar, incluindo a série de resultados da equipe, agora está procurando identificar quais desses planetas temperados têm maior probabilidade de serem habitáveis.

Dos sete, TRAPPIST-1e, o quarto da estrela, é atualmente o mais parecido com a Terra, embora ainda haja muito a ser conhecido, notavelmente as condições na superfície, e se mantém uma atmosfera.

Dr. Triaud continua, "Quando combinamos nossas novas massas com nossas medições de raio aprimoradas, e nosso melhor conhecimento da estrela, obtemos densidades precisas para cada um dos sete mundos, e obter informações sobre sua composição interna. Todos os sete planetas se parecem muito com Mercúrio, Vênus, nossa terra, sua lua, e Marte. "

Professor Brice-Olivier Demory, co-autor da Universidade de Berna, adicionado, "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. "

Como parte desta série de trabalho, a equipe usou o Telescópio Espacial Hubble enquanto os planetas passavam na frente de sua estrela, tentando captar sinais de minuto enquanto a luz das estrelas interage com a atmosfera dos planetas.

Suas medições cuidadosas não encontraram evidências de atmosferas dominadas por hidrogênio nos planetas TRAPPIST-1d, e e f (bec foram feitos no ano passado) embora a atmosfera dominada por hidrogênio não possa ser descartada para g. Até aqui, os dados coletados ainda são consistentes com, mas não pode confirmar se os planetas têm atmosferas semelhantes a Vênus, ou Terra. Essa identificação será realizada por meio de novas observações.

"O Hubble está fazendo o trabalho de reconhecimento preliminar para que os astrônomos que usam o Webb saibam por onde começar, "disse Nikole Lewis do Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, co-líder do estudo Hubble. "Eliminar um cenário possível para a composição dessas atmosferas permite que os astrônomos do telescópio Webb planejem seus programas de observação para procurar outros cenários possíveis para a composição dessas atmosferas."

O que é TRAPPIST-1?

TRAPPIST-1 é nomeado para os planetas em trânsito e pequeno telescópio de planetesimais (TRAPPIST) no Chile, que descobriu dois dos sete planetas que conhecemos hoje - anunciados em 2016. Telescópio Espacial Spitzer da NASA, em colaboração com telescópios terrestres, confirmou esses planetas e descobriu os outros cinco no sistema. Desde então, O telescópio espacial Kepler da NASA também observou o sistema TRAPPIST-1, e o Spitzer coletou dados adicionais. Esse novo corpo de dados ajudou a equipe a pintar um quadro mais claro do sistema do que nunca - embora ainda haja muito mais a aprender sobre o TRAPPIST-1.

Os planetas TRAPPIST-1 agrupam-se tão próximos uns dos outros que uma pessoa em pé na superfície de um desses mundos teria uma vista espetacular dos planetas vizinhos no céu, que às vezes pareceria maior do que a Lua parece a um observador na Terra. Eles também podem ser bloqueados por maré, o que significa que o mesmo lado do planeta está sempre voltado para a estrela, e cada lado está perpétuo dia ou noite. Embora os planetas estejam todos mais próximos de sua estrela do que Mercúrio do Sol, TRAPPIST-1 é uma estrela tão fria que seus planetas são temperados.

Como podem ser esses planetas?

É impossível saber exatamente como cada planeta se parece, porque eles estão muito distantes. Em nosso próprio sistema solar, a Lua e Marte têm quase a mesma densidade, no entanto, suas superfícies parecem inteiramente diferentes.

Com base nos dados disponíveis, aqui estão os melhores palpites dos cientistas sobre a aparência dos planetas:

TRAPPIST-1b, o planeta mais interno, é provável que tenha um núcleo rochoso, rodeado por uma atmosfera muito mais densa que a da Terra. O TRAPPIST-1c também provavelmente tem um interior rochoso, mas com uma atmosfera mais fina do que o planeta b. TRAPPIST-1d, Enquanto isso, é o mais leve dos planetas - cerca de 30% da massa da Terra. Os cientistas não têm certeza se tem uma grande atmosfera, um oceano ou uma camada de gelo - todos os três dariam ao planeta um "envelope" de substâncias voláteis que faria sentido para um planeta com sua densidade.

Os cientistas ficaram surpresos com o fato de TRAPPIST-1e ser o único planeta no sistema ligeiramente mais denso que a Terra, sugerindo que pode ter um núcleo de ferro mais denso do que nosso planeta natal. Como TRAPPIST-1c, não tem necessariamente uma atmosfera densa, oceano ou camada de gelo - tornando esses dois planetas distintos no sistema. É misterioso por que o TRAPPIST-1e é tão mais rochoso em sua composição do que o resto dos planetas. Em termos de tamanho, densidade e a quantidade de radiação que recebe de sua estrela, este é o planeta mais semelhante à Terra.

TRAPPIST-1f, geh estão distantes o suficiente da estrela hospedeira para que a água possa congelar como gelo nessas superfícies. Se eles têm atmosferas finas, seria improvável que contivessem as moléculas pesadas da Terra, como o dióxido de carbono.

Como nós sabemos?

Os cientistas são capazes de calcular as densidades dos planetas porque eles estão alinhados de forma que, quando passam na frente de sua estrela, nossos telescópios terrestres e espaciais detectam um escurecimento de sua luz. Isso é chamado de trânsito. A quantidade de escurecimento da luz das estrelas está relacionada ao raio do planeta.

Para obter a densidade, os cientistas aproveitam o que é chamado de "variações de tempo de trânsito".

Se não houvesse outras forças gravitacionais em um planeta em trânsito, ele sempre cruzaria na frente de sua estrela hospedeira na mesma quantidade de tempo, por exemplo, A Terra orbita o Sol a cada 365 dias, que é como definimos um ano. Mas porque os planetas TRAPPIST-1 são compactados tão próximos, eles mudam ligeiramente o tempo dos "anos" um do outro. Essas variações no tempo orbital são usadas para estimar as massas dos planetas. Então, massa e raio são usados ​​para calcular a densidade.

Próximos passos

A próxima etapa na exploração do TRAPPIST-1 será o Telescópio Espacial James Webb da NASA, que será capaz de investigar a questão de saber se esses planetas têm atmosferas e, se então, como são essas atmosferas, e se eles permitem condições de superfície adequadas para permitir a água líquida.