O Telescópio Espacial Kepler descobriu 20 novos exoplanetas orbitando pequenas estrelas fracas. Cinco deles estão dentro da zona habitável. Ou seja, onde pode haver água líquida e a própria vida. A equipe do Kepler anunciou isso em uma reunião conjunta da Divisão de Pesquisa Planetária da Sociedade Astronômica Americana e do Congresso Planetário Europeu.
Novos planetas do tamanho da Terra, às vezes um pouco menores, às vezes maiores, como Netuno (são chamados de superterras). Eles são perfeitamente adequados para morar lá até para nós, sem se dobrar por atração excessiva e sem voar para o espaço por causa de uma leveza extraordinária. Elas giram em torno de estrelas muito pequenas - anãs laranja e vermelhas das classes K e M. Essas estrelas são parasitas que impedem os cientistas de observar algo significativo. Então, em qualquer caso, Courtney Dressing, o astrônomo do Caltech que apresentou a descoberta, os apelidou.
Eles são realmente onipresentes: até três quartos das estrelas da Galáxia são anãs vermelhas. Cerca de 250 estão próximos, dentro de 30 anos-luz de nosso Sol (o que é enorme em comparação com eles, dez vezes mais). A própria Courtney, jovem e bonita, insiste em que planetas habitáveis sejam procurados perto dessas estrelas sombrias. Nos últimos anos, isso se tornou o que agora é chamado de tendência ou mainstream.
Então, anãs vermelhas. Estrelas fracas, que têm menos de dez por cento da massa solar em massa, e sua temperatura da fotosfera é de 3500 kelvin ou menos, o que é quase a metade da do sol. Porém, hipoteticamente, eles podem viver mais um trilhão de anos, o que vai além do horizonte da imaginação mais violenta. O universo inteiro começou há apenas 13,8 bilhões de anos. Durante esse tempo, muitas estrelas nasceram e morreram, e os anões pretendem existir centenas de vezes mais. Nenhum dos físicos se comprometerá a prever o que acontecerá com o mundo por tanto tempo, mas se tudo permanecer "como antes", então a vida em estrelas de classe M pode surgir com alta probabilidade. Se ainda não foi concebido.
Kepler-20f é um exoplaneta orbitando a estrela Kepler-20 na constelação de Lyra. Massa - 0,66 massas terrestres. A órbita é a quarta da estrela-mãe. Um ano no planeta dura 19 dias terrestres
Foto: missão NASA / Kepler
Na busca por vida alienígena, as esperanças dos terráqueos se alternam com decepções. Ninguém escreve mensagens extraterrestres para a mente terrena, em nenhum lugar vemos traços claros até mesmo de organismos primitivos. Esperança para Marte - quase parou. Agora estamos esperando por Europa, a lua de Júpiter. Mas, acima de tudo, a esperança, é claro, está nos exoplanetas (planetas que orbitam uma estrela que não é o Sol).
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O primeiro exoplaneta foi descoberto pelo astrônomo polonês Alexander Wolschan em 1990. Ele calculou que uma das estrelas de nêutrons tem dois planetas maiores que a Terra: um 3,4 vezes, o outro 2,8. Desde então, muitos planetas foram descobertos perto de outras estrelas, e hoje, juntamente com candidatos (sinais ainda não confirmados), cerca de cinco mil deles são conhecidos.
Então qual é a sensação? O fato de que vários planetas acabaram sendo semelhantes à Terra em tamanho e na zona habitável. Essas descobertas ainda são raras, embora haja a sensação de que aqui está, começou. Por exemplo, no verão, um planeta semelhante à Terra foi encontrado perto da estrela mais próxima - a anã vermelha Proxima Centauri. Foi calculado a partir das observações do Observatório La Silla no Chile.
Mas o telescópio Kepler continua sendo o principal fornecedor de notícias sobre mundos fora do sistema solar. Por que ele recentemente começou a encontrar tantos planetas e superterras do tamanho da Terra? Roman Rafikov, professor de astrofísica da Universidade de Cambridge (Reino Unido) e do Instituto de Estudos Avançados (Princeton, EUA) respondeu a esta pergunta para nossa revista:
- Eu não diria que essa é uma tendência recente. O Kepler os abriu quase desde o início da missão, e isso já faz cinco anos. Ele foi o primeiro, é claro, a encontrar planetas grandes como Júpiter, que dão o sinal mais forte quando passam pelo disco da estrela. Um sinal de trânsito de um planeta como a Terra é significativamente, vezes 100, mais fraco, portanto, para tais eventos, você precisa rastrear muitos trânsitos para coletar estatísticas. Demorou algum tempo, mas desde o início da missão, o Kepler distribuiu planetas como Netuno e semelhantes em tamanho à Terra.
Parte do sistema óptico do telescópio espacial Kepler
Foto: missão NASA / Kepler
As observações de estrelas com massa menor que o Sol são boas porque, durante o trânsito, um pequeno planeta cobre a maior parte do disco da estrela do que durante o trânsito de uma estrela como o sol. Ou seja, a queda relativa no brilho da estrela é um sinal durante o trânsito. Portanto, é sempre mais fácil encontrar até mesmo pequenos planetas lá. Existem projetos especiais, por exemplo MEarth, que se especializam exatamente nesses sistemas.
Existe vida aí? A questão no estágio atual da pesquisa está dividida em duas. Primeiro: isso é possível em princípio? Segundo: somos capazes de detectá-lo?
Vamos começar com o primeiro. A zona habitável é um conceito bastante primitivo. É apenas a área ao redor de uma estrela dentro da qual a água na superfície do planeta pode existir na forma líquida. Não muito perto para que a água se transforme em vapor e não muito longe para congelar. Existe água - existem reações bioquímicas nas células. Introduzimos este conceito pela simples razão de que não vimos nenhuma outra vida, exceto a terrestre. Portanto, estamos procurando um semelhante.
As anãs vermelhas são estrelas fracas e frias. Sua zona habitável é muito mais próxima do que a do sol. Se vivêssemos lá, a Terra teria que se mover dentro da órbita de Mercúrio para obter calor suficiente. E haveria problemas. O mais óbvio é a radiação: raios X, chamas poderosas. Apenas a atmosfera e, em caso de erupções, o campo magnético podem proteger contra isso.
Outro problema é a gravidade de uma luminária próxima. Suas forças de maré podem desacelerar a rotação do planeta da mesma forma que a Terra desacelerou a Lua (é por isso que nosso satélite está sempre voltado para nós com um lado). Então, sempre haveria um dia quente de um lado do planeta e uma noite cósmica congelada do outro. Tais condições, é claro, não contribuem para o surgimento da vida, mas há uma opção quando o planeta entra em ressonância com a gravidade da estrela e ainda gira, como aconteceu com Mercúrio. O terceiro problema é o vento estelar: fluxos de partículas carregadas escapando de uma anã vermelha poderiam simplesmente levar a atmosfera para o espaço ao longo de bilhões de anos.
O planeta Proxima b gira em torno da estrela de Proxima Centauri na zona habitável
Foto: ESA / Hubble e NASA
Existem modelos para contornar essas dificuldades. E como existem modelos, em algum lugar da Galáxia eles podem ser realizados. Especialmente quando você considera o número de pequenas estrelas e planetas ao seu redor (de acordo com estimativas modernas, existem dezenas, senão centenas de bilhões).
Digamos que haja vida em um desses planetas, que é semelhante em bioquímica à Terra. Quais são os sinais para encontrá-lo? A resposta é esta: primeiro prove a presença de água líquida e uma atmosfera e, em seguida, procure os biomarcadores, o primeiro dos quais é o oxigênio livre. O fato é que o oxigênio na atmosfera pode aparecer quase exclusivamente como resultado da fotossíntese por organismos vivos. É claro que os processos físicos e químicos também o criam, mas não em tais quantidades. Várias condições devem ser atendidas para que esse gás apareça por conta própria. Em geral, se houver oxigênio na atmosfera, as chances de habitabilidade aumentam muito. Até agora, nenhum desses planetas foi encontrado. É possível, em princípio, estudar suas atmosferas? Portanto, com telescópios terrestres e observatórios no espaço próximo?
“Acontece que algo já é possível agora”, diz Roman Rafikov. - Por exemplo, o sistema TRAPPIST-1 recentemente descoberto contém três planetas com um tamanho da ordem da Terra, orbitando em órbitas curtas - um dia e meio e dois para dois planetas internos - em torno de uma estrela anã. Sua massa é de 8% e seu raio é 11% do solar, a luminosidade é 2.000 vezes menor que a do sol. Nesse caso, a estrela está a 40 anos-luz de nós, muito perto.
Recentemente, uma equipe internacional de pesquisadores usou o Telescópio Espacial Hubble para estudar a atmosfera desses planetas usando espectroscopia de transmissão. Neste método, as observações são realizadas durante o trânsito - a absorção da luz das estrelas na atmosfera do planeta em comprimentos de onda correspondentes aos elementos químicos nela é medida. Esta é uma observação muito difícil porque apenas uma pequena fração da atmosfera no limbo do planeta está envolvida. Nesse caso, para amplificar o sinal, os observadores esperaram até que os dois planetas internos - que estão na zona habitável - passassem pelo disco da estrela ao mesmo tempo. Seu sinal combinado foi medido. Boa ideia.
O resultado mostrou que esses planetas não podem conter atmosferas estendidas de hidrogênio sem nuvens. Mas outras possibilidades permanecem - por exemplo, uma atmosfera fortemente nublada como a venusiana ou uma atmosfera de vapor d'água. Portanto, o escopo para novas pesquisas deste sistema planetário é enorme.
No futuro, o novo telescópio infravermelho americano JWST (James Webb Space Telescope, está planejado para estar operacional em 2018) fará tais observações mais ou menos rotineiras.
Bem? Nós mantemos nossos punhos. Nós esperamos.
Espelhos do telescópio espacial JWST (James Webb Space Telescope)
Foto: NASA
