Nem todas as estrelas são como o sol, portanto, nem todos os sistemas planetários podem ser estudados com as mesmas expectativas. Uma nova pesquisa de uma equipe de astrônomos liderada pela Universidade de Washington fornece modelos climáticos atualizados para os sete planetas ao redor da estrela TRAPPIST-1.

O trabalho também pode ajudar os astrônomos a estudar mais efetivamente planetas ao redor de estrelas ao contrário do nosso sol, e melhor usar o limitado, recursos caros do Telescópio Espacial James Webb, agora com lançamento previsto para 2021.

"Estamos modelando atmosferas desconhecidas, não apenas assumindo que as coisas que vemos no sistema solar terão a mesma aparência ao redor de outra estrela, "disse Andrew Lincowski, Aluno de doutorado da UW e autor principal de um artigo publicado em 1º de novembro em Astrophysical Journal . "Conduzimos esta pesquisa para mostrar como poderiam ser esses diferentes tipos de atmosfera."

A equipe encontrou, em poucas palavras, que devido a um calor extremo, fase estelar inicial brilhante, todos os sete mundos da estrela podem ter evoluído como Vênus, com quaisquer oceanos primitivos, eles podem ter evaporado e deixando denso, atmosferas inabitáveis. Contudo, um planeta, TRAPPIST-1 e, poderia ser um mundo oceânico semelhante à Terra que valeria um estudo mais aprofundado, como a pesquisa anterior também indicou.

TRAPPIST-1, 39 anos-luz ou cerca de 235 trilhões de milhas de distância, é tão pequena quanto uma estrela pode ser e ainda assim ser uma estrela. Uma estrela "anã M" relativamente fria - o tipo mais comum no universo - tem cerca de 9% da massa do Sol e cerca de 12% de seu raio. TRAPPIST-1 tem um raio apenas um pouco maior do que o planeta Júpiter, embora seja muito maior em massa.

Todos os sete planetas do TRAPPIST-1 são aproximadamente do tamanho da Terra e três deles - planetas rotulados e, f e g - acredita-se que estejam em sua zona habitável, aquela faixa de espaço em torno de uma estrela onde um planeta rochoso poderia ter água líquida em sua superfície, dando uma chance à vida. TRAPPIST-1 d percorre a borda interna da zona habitável, enquanto mais longe, TRAPPIST-1 h, orbita logo após a borda externa dessa zona.

"Esta é uma sequência completa de planetas que pode nos dar uma visão sobre a evolução dos planetas, em particular em torno de uma estrela que é muito diferente da nossa, com luz diferente saindo dele, "disse Lincowski." É apenas uma mina de ouro.

Artigos anteriores modelaram mundos TRAPPIST-1, Lincowski disse, mas ele e sua equipe de pesquisa "tentaram fazer a modelagem física mais rigorosa possível em termos de radiação e química - tentando fazer com que a física e a química fossem o mais corretas possível".

Os modelos de radiação e química da equipe criam espectrais, ou comprimento de onda, assinaturas para cada possível gás atmosférico, permitindo aos observadores prever melhor onde procurar esses gases em atmosferas de exoplanetas. Lincowski disse que quando traços de gases são realmente detectados pelo telescópio Webb, ou outros, algum dia, "os astrônomos usarão os solavancos e oscilações observados no espectro para inferir quais gases estão presentes - e comparar isso para funcionar como o nosso para dizer algo sobre a composição do planeta, ambiente e talvez sua história evolutiva. "

Ele disse que as pessoas estão acostumadas a pensar sobre a habitabilidade de um planeta em torno de estrelas semelhantes ao sol. "Mas as estrelas anãs M são muito diferentes, então você realmente tem que pensar sobre os efeitos químicos na (s) atmosfera (ões) e como essa química afeta o clima. "

Combinando modelagem climática terrestre com modelos fotoquímicos, os pesquisadores simularam estados ambientais para cada um dos mundos do TRAPPIST-1.

Sua modelagem indica que:

• TRAPPIST-1 b, o mais próximo da estrela, é um mundo escaldante quente demais até para nuvens de ácido sulfúrico, como em Vênus, formar.
• Os planetas c e d recebem um pouco mais de energia de sua estrela do que Vênus e a Terra do sol e podem ser semelhantes a Vênus, com um denso, atmosfera inabitável.
• TRAPPIST-1 e é o mais provável dos sete para hospedar água líquida em uma superfície temperada, e seria uma excelente escolha para estudos adicionais tendo em mente a habitabilidade.
• Os planetas externos f, g e h podem ser semelhantes a Vênus ou podem ser congelados, dependendo de quanta água se formou no planeta durante sua evolução.

Lincowski disse que na verdade, qualquer um ou todos os planetas do TRAPPIST-1 podem ser como Vênus, com qualquer água ou oceanos há muito queimados. Ele explicou que quando a água evapora da superfície de um planeta, a luz ultravioleta da estrela quebra as moléculas de água, liberando hidrogênio, que é o elemento mais leve e pode escapar da gravidade de um planeta. Isso pode deixar para trás muito oxigênio, que poderia permanecer na atmosfera e remover irreversivelmente a água do planeta. Esse planeta pode ter uma espessa atmosfera de oxigênio, mas não gerada por vida, e diferente de tudo que já foi observado.

"Isso pode ser possível se esses planetas tivessem inicialmente mais água do que a Terra, Vênus ou Marte, "disse ele." Se o planeta TRAPPIST-1 e não perdesse toda a sua água durante esta fase, hoje poderia ser um mundo aquático, completamente coberto por um oceano global. Nesse caso, poderia ter um clima semelhante ao da Terra. "

Lincowski disse que esta pesquisa foi feita mais com um olho na evolução do clima do que para julgar a habitabilidade dos planetas. Ele planeja pesquisas futuras com foco mais direto na modelagem de planetas aquáticos e suas chances de vida.

"Antes de conhecermos este sistema planetário, estimativas para a detectabilidade de atmosferas para planetas do tamanho da Terra pareciam muito mais difíceis, "disse o co-autor Jacob Lustig-Yaeger, um estudante de doutorado em astronomia da UW.

A estrela sendo tão pequena, ele disse, tornará as assinaturas de gases (como o dióxido de carbono) na atmosfera do planeta mais pronunciadas nos dados do telescópio.

"Nosso trabalho informa a comunidade científica sobre o que podemos esperar dos planetas TRAPPIST-1 com o próximo Telescópio Espacial James Webb."

A outra co-autora de Lincowski na UW é Victoria Meadows, professor de astronomia e diretor do Programa de Astrobiologia da UW. Meadows também é o investigador principal do Laboratório Virtual Planetário do Instituto de Astrobiologia da NASA, com base na UW. Todos os autores eram afiliados desse laboratório de pesquisa.

"Os processos que moldam a evolução de um planeta terrestre são essenciais para que ele seja ou não habitável, bem como nossa capacidade de interpretar possíveis sinais de vida, "Meadows disse." Este artigo sugere que em breve seremos capazes de pesquisar sinais potencialmente detectáveis ​​desses processos em mundos alienígenas. "

TRAPPIST-1, na constelação de Aquário, é nomeado após os planetas em trânsito baseados na terra e o pequeno telescópio planetesimais, a instalação que primeiro encontrou evidências de planetas ao seu redor em 2015.