p Vários anos atrás, a cientista planetária Lynnae Quick começou a se perguntar se algum dos mais de 4, 000 exoplanetas conhecidos, ou planetas além do nosso sistema solar, pode se parecer com algumas das luas aquosas ao redor de Júpiter e Saturno. Embora algumas dessas luas não tenham atmosfera e sejam cobertas de gelo, eles ainda estão entre os principais alvos na busca da NASA por vida fora da Terra. A lua de Saturno, Enceladus, e a lua de Júpiter, Europa, que os cientistas classificam como "mundos oceânicos, "são bons exemplos. p "Plumas de água explodem de Europa e Enceladus, então podemos dizer que esses corpos têm oceanos subterrâneos sob suas cascas de gelo, e eles têm energia que impulsiona as plumas, que são dois requisitos para a vida como a conhecemos, "diz Quick, um cientista planetário da NASA especializado em vulcanismo e mundos oceânicos. "Então, se estamos pensando nesses lugares como possivelmente habitáveis, talvez versões maiores deles em outros sistemas planetários também sejam habitáveis. "

p Rápido, do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, decidiu explorar se - hipoteticamente - existem planetas semelhantes a Europa e Enceladus na galáxia da Via Láctea. E, eles poderiam, também, ser geologicamente ativo o suficiente para lançar plumas através de suas superfícies que um dia poderiam ser detectadas por telescópios.

p Por meio de uma análise matemática de várias dezenas de exoplanetas, incluindo planetas no sistema TRAPPIST-1 próximo, Quick e seus colegas aprenderam algo significativo:mais de um quarto dos exoplanetas que estudaram podem ser mundos oceânicos, com a maioria possivelmente abrigando oceanos sob camadas de gelo da superfície, semelhante a Europa e Enceladus. Adicionalmente, muitos desses planetas podem estar liberando mais energia do que Europa e Enceladus.

p Os cientistas podem um dia ser capazes de testar as previsões de Quick medindo o calor emitido por um exoplaneta ou detectando erupções vulcânicas ou criovulcânicas (líquido ou vapor em vez de rocha fundida) nos comprimentos de onda da luz emitida por moléculas na atmosfera de um planeta. Por enquanto, os cientistas não conseguem ver muitos exoplanetas em nenhum detalhe. Ai, eles estão muito longe e muito abafados pela luz de suas estrelas. Mas, considerando a única informação disponível - tamanhos de exoplanetas, massas e distâncias de suas estrelas - cientistas como Quick e seus colegas podem explorar modelos matemáticos e nossa compreensão do sistema solar para tentar imaginar as condições que poderiam estar transformando exoplanetas em mundos habitáveis ​​ou não.

p Embora as suposições que entram nesses modelos matemáticos sejam suposições educadas, eles podem ajudar os cientistas a reduzir a lista de exoplanetas promissores na busca por condições favoráveis ​​à vida para que o telescópio espacial James Webb da NASA ou outras missões espaciais possam acompanhar.

p "As futuras missões para procurar sinais de vida além do sistema solar estão focadas em planetas como o nosso, que têm uma biosfera global tão abundante que está mudando a química de toda a atmosfera, "diz Aki Roberge, um astrofísico Goddard da NASA que colaborou com Quick nesta análise. "Mas no sistema solar, luas geladas com oceanos, que estão longe do calor do Sol, ainda mostramos que eles têm os recursos que pensamos serem necessários para a vida. "

p Para procurar mundos oceânicos possíveis, A equipe de Quick selecionou 53 exoplanetas com tamanhos mais semelhantes aos da Terra, embora possam ter até oito vezes mais massa. Os cientistas presumem que os planetas deste tamanho são mais sólidos do que gasosos e, portanto, é mais provável que suporte água líquida sobre ou abaixo de suas superfícies. Pelo menos mais 30 planetas que se encaixam nesses parâmetros foram descobertos desde que Quick e seus colegas começaram seu estudo em 2017, mas eles não foram incluídos na análise, que foi publicado em 18 de junho na revista Publicações da Astronomical Society of the Pacific .

p Com seus planetas do tamanho da Terra identificados, Quick e sua equipe procuraram determinar quanta energia cada um poderia gerar e liberar na forma de calor. A equipe considerou duas fontes principais de calor. O primeiro, calor radiogênico, é gerado ao longo de bilhões de anos pela lenta decomposição de materiais radioativos no manto e na crosta de um planeta. Essa taxa de decomposição depende da idade do planeta e da massa de seu manto. Outros cientistas já haviam determinado essas relações para planetas do tamanho da Terra. Então, Quick e sua equipe aplicaram a taxa de decaimento a sua lista de 53 planetas, presumindo que cada um tenha a mesma idade de sua estrela e que seu manto ocupe a mesma proporção do volume do planeta que o manto da Terra.

p Próximo, os pesquisadores calcularam o calor produzido por outra coisa:a força da maré, que é a energia gerada a partir do puxão gravitacional quando um objeto orbita outro. Planetas esticados, ou elíptico, as órbitas mudam a distância entre elas e suas estrelas à medida que as circundam. Isso leva a mudanças na força gravitacional entre os dois objetos e faz com que o planeta se estique, gerando assim calor. Eventualmente, o calor é perdido para o espaço através da superfície.

p Uma rota de saída para o calor é através de vulcões ou criovulcões. Outra rota é pela tectônica, que é um processo geológico responsável pelo movimento da camada rochosa ou gelada mais externa de um planeta ou lua. Seja qual for a forma como o calor é descarregado, saber quanto disso um planeta expulsa é importante porque pode fazer ou quebrar a habitabilidade.

p Por exemplo, muita atividade vulcânica pode transformar um mundo habitável em um pesadelo derretido. Mas muito pouca atividade pode interromper a liberação de gases que constituem a atmosfera, deixando um resfriado, superfície estéril. Apenas a quantidade certa oferece suporte a uma vida, planeta úmido como a Terra, ou uma lua possivelmente habitável como Europa.

p Na próxima década, O Europa Clipper da NASA irá explorar a superfície e subsuperfície da Europa e fornecer informações sobre o ambiente abaixo da superfície. Quanto mais os cientistas podem aprender sobre Europa e outras luas potencialmente habitáveis ​​de nosso sistema solar, melhor eles serão capazes de entender mundos semelhantes ao redor de outras estrelas, que podem ser abundantes, de acordo com as descobertas de hoje.

p "As próximas missões nos darão a chance de ver se as luas oceânicas em nosso sistema solar poderiam sustentar vida, "diz Quick, que é um membro da equipe científica na missão Clipper e na missão Dragonfly para a lua de Saturno, Titã. "Se encontrarmos assinaturas químicas de vida, podemos tentar procurar sinais semelhantes em distâncias interestelares. "

p Quando o Webb é lançado, os cientistas tentarão detectar assinaturas químicas na atmosfera de alguns dos planetas do sistema TRAPPIST-1, que está a 39 anos-luz de distância na constelação de Aquário. Em 2017, astrônomos anunciaram que este sistema tem sete planetas do tamanho da Terra. Alguns sugeriram que alguns desses planetas podem ser aquosos, e as estimativas de Quick apóiam essa ideia. De acordo com os cálculos de sua equipe, TRAPPIST-1 e, f, g e h podem ser mundos oceânicos, o que os colocaria entre os 14 mundos oceânicos que os cientistas identificaram neste estudo.

p Os pesquisadores previram que esses exoplanetas têm oceanos considerando as temperaturas da superfície de cada um. Esta informação é revelada pela quantidade de radiação estelar que cada planeta reflete no espaço. A equipe de Quick também levou em consideração a densidade de cada planeta e a quantidade estimada de aquecimento interno que ele gera em comparação com a Terra.

p "Se virmos que a densidade de um planeta é menor do que a da Terra, isso é uma indicação de que pode haver mais água lá e não tanta pedra e ferro, "Quick diz. E se a temperatura do planeta permitir água líquida, você tem um mundo oceânico.

p "Mas se a temperatura da superfície de um planeta for inferior a 0 graus Celsius (32 graus Fahrenheit), onde a água está congelada, "Quick diz, "então temos um mundo oceânico gelado, e as densidades para esses planetas são ainda mais baixas. "