Na busca por vida além de nossa galáxia, muitos cientistas estão com os olhos voltados para orbes como a Terra:planetas rochosos. Então, depois que o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) detectou um planeta rochoso ligeiramente maior que a Terra no outono passado, uma equipe de pesquisadores lançou uma campanha para obter imagens adicionais com o Telescópio Espacial Spitzer, o único telescópio atualmente no espaço que pode detectar diretamente a luz infravermelha de um planeta. O telescópio produziu imagens menores que 1 pixel - 1/94 de polegada - como uma partícula de poeira para fazer previsões sobre a habitabilidade do planeta.

Olhar para várias órbitas do planeta permitiu aos cientistas mapear a temperatura de sua superfície e criar modelos de sua atmosfera - capacidades que os cientistas estão apenas começando a desenvolver para planetas rochosos. Muito do que os pesquisadores aprendem sobre os exoplanetas é baseado no que eles sabem sobre as estrelas que circundam.

"As pessoas dizem que só conhecemos um planeta tão bem quanto conhecemos a estrela, porque basicamente inferimos coisas com base no que estamos medindo sobre a estrela, "disse Laura Schaefer, um professor assistente de ciências geológicas na Escola de Energia da Terra e Ciências Ambientais de Stanford (Stanford Earth) e co-autor em um estudo caracterizando um planeta que foi publicado em Natureza 19 de agosto.

As análises da equipe mostram que este planeta, LHS 3844b, localizado a 48,6 anos-luz de distância, é muito mais quente que a Terra e pode estar coberto por rochas vulcânicas escuras. Ele orbita uma estrela menor que o Sol em apenas 11 horas. A estrela é uma anã M - o tipo de estrela mais comum e de vida longa que poderia, portanto, hospedar uma alta porcentagem dos planetas da galáxia - e a atmosfera do planeta rochoso é a primeira em órbita de uma anã M a ser caracterizada. Os pesquisadores descobriram que o planeta tem pouca ou nenhuma atmosfera, e, portanto, não poderia suportar vida - uma descoberta importante para a compreensão de atmosferas de planetas rochosos semelhantes em torno de M. anões.

O Stanford News Service conversou com Schaefer para entender mais sobre as descobertas e o que significam.

Por que os cientistas querem explorar exoplanetas?

Muito amplamente, é tentar entender melhor a formação de planetas. Nós entendemos em detalhes muito bons os planetas em nosso próprio sistema solar, mas isso nos dá apenas um instantâneo de como funciona a formação de planetas. Ao sair e encontrar planetas em torno de outras estrelas, descobrimos muitas coisas novas e malucas que não sabíamos que aconteceram quando os planetas se formaram. Por exemplo, encontramos uma classe de planetas que ninguém esperava que existisse, chamados Júpiteres quentes. Na verdade, esses são o primeiro tipo de exoplanetas descoberto.

O outro objetivo principal com a observação de exoplanetas é encontrar outro planeta como a Terra que possa ter vida. Eu me concentro nos planetas rochosos menores, não os grandes gigantes gasosos. O objetivo é eventualmente encontrar um planeta no que chamamos de "zona habitável, "que é uma região do espaço orbital onde a água líquida pode ser estável na superfície de um planeta como a Terra.

Para determinar se um planeta tem vida, precisamos ser capazes de medir sua atmosfera e ver se a vida a influenciou, como sabemos que tem aqui na Terra, onde nossa atmosfera de oxigênio é produzida pela vida. Antes de a vida se espalhar na Terra, sua atmosfera era muito diferente. Então pensamos que se pudermos olhar para as atmosferas dos planetas na zona habitável e determinar do que são feitos, então talvez pudéssemos dizer se esses planetas têm vida. Este é o primeiro passo do bebê no caminho para fazer isso.

Como a equipe mapeou a temperatura de um planeta tão distante?

Ao observar o planeta em diferentes pontos ao longo de sua órbita, vemos diferentes frações do lado diurno do planeta. Se estamos olhando para a luz da estrela, vemos uma grande queda quando o planeta está passando na frente da estrela, que chamamos de trânsito. Conforme vai atrás da estrela, vemos um mergulho menor que chamamos de eclipse secundário. A quantidade dessa queda nos dá uma restrição na temperatura da superfície do planeta. Podemos também procurar variações na luz estelar que nos fornecem um mapa de temperatura com o lado diurno e o lado noturno.

Podemos restringir a órbita muito bem; sabemos o quão perto está de sua estrela e sabemos o brilho da estrela, portanto, sabemos essencialmente quanta luz o planeta está recebendo da estrela. Usamos modelos da evolução da estrela para tentar entender quanta luz aquele planeta recebeu durante toda a sua vida.

O que os dados revelaram sobre sua atmosfera?

Uma atmosfera pode pegar o calor da estrela e movê-lo. Se o planeta não tem atmosfera, então você esperaria um grande contraste entre o lado diurno e o lado noturno. Duas assinaturas da atmosfera são uma mudança no ponto de temperatura mais alta e uma amplitude mais baixa dessa assinatura, o que indica que o calor está sendo movido. Com este planeta em particular - um dos primeiros planetas rochosos a partir do qual esse tipo de medição foi capaz de ser feito - encontramos um grande contraste de temperatura entre o lado diurno e noturno e nenhum deslocamento desse ponto de temperatura. Isso indicava que a atmosfera tinha que ser muito rarefeita.

Minha contribuição foi então determinar se a atmosfera era estável executando modelos para observar quanta atmosfera o planeta poderia perder por uma série de parâmetros ao longo da vida do planeta. Se o planeta começou com aproximadamente a mesma quantidade de gases, como água e dióxido de carbono, como a Terra ou até mais do que isso, então ele teria perdido todos eles ao longo de sua vida devido ao aquecimento da atmosfera pela estrela e fazendo com que ela escapasse - esse é um dos mecanismos de escape da atmosfera. Vimos outro modelo que restringia a extremidade inferior da atmosfera que o planeta poderia ter e determinamos que essas finas atmosferas não são estáveis ​​neste planeta.

Por que você concentra sua pesquisa em modelos de escape atmosférico?

Comecei a trabalhar na compreensão das primeiras atmosferas planetárias há alguns anos, antes mesmo de começar a pós-graduação. Para mim, é um dos problemas mais interessantes porque é o estado inicial do planeta que parece realmente definir como ele evolui ao longo de sua vida. Isso é muito importante para a Terra, porque não sabemos muito sobre sua história inicial nos primeiros meio bilhão de anos - mas esse foi o período em que a vida começou. Portanto, minha perspectiva é que você deve começar do início. E isso realmente significa começar antes que o planeta se forme e tentar entender todos os processos que ocorrem na criação do planeta e o que define as condições iniciais das quais ele eventualmente evolui. Olhando para estes gostosos, exoplanetas rochosos, temos que testar nossa compreensão desses processos.