Novas observações de um dos famosos planetas TRAPPIST-1 estão mais uma vez a provocar os cientistas com pistas tentadoras sobre um mundo que pode – ou não – abrigar uma atmosfera capaz de sustentar água líquida favorável à vida.
TRAPPIST-1e é um dos sete exoplanetas do tamanho da Terra compactados em torno de um planeta frio estrela anã vermelha menor e mais escuro que o nosso Sol, que está a cerca de 40 anos-luz de distância. Ele orbita na “zona habitável” do sistema, onde as temperaturas poderiam permitir a existência de água líquida – mas isso apenas se o planeta tiver uma atmosfera. Primeiro Telescópio Espacial James Webb (JWST) observações até sugeriram uma possível atmosfera, revelando assinaturas fracas de metanoque, na Terra, resulta de organismos vivos e está ligado à química complexa na lua envolta em névoa de Saturno, Titã.
“Com base no nosso trabalho mais recente, sugerimos que a sugestão de uma atmosfera relatada anteriormente é mais provável que seja ‘ruído’ da estrela hospedeira”, disse Sukrit Ranjan, professor assistente do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, em um comunicado. declaração. “No entanto, isso não significa que o TRAPPIST-1e não tenha atmosfera – só precisamos de mais dados.”
O novo artigo utiliza simulações computacionais detalhadas para testar se TRAPPIST-1e poderia realisticamente manter uma atmosfera semelhante a Titã, rica em metano. Os resultados sugerem que o metano num mundo que orbita uma pequena e ativa estrela anã vermelha como TRAPPIST-1 seria destruído muito mais rapidamente do que em Titã – demasiado rapidamente para que qualquer processo geológico plausível o pudesse reabastecer.
As últimas descobertas baseiam-se dois papéis publicado em setembro que analisou as observações do TRAPPIST-1e de 2023 do JWST. Durante quatro trânsitos separados, quando o planeta cruzou a face da sua estrela, o instrumento Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) do JWST registou mudanças subtis na luz estelar que poderiam, em princípio, revelar produtos químicos atmosféricos. Os dados eram consistentes com uma atmosfera dominada por azoto e metano e sem dióxido de carbono, descartando efetivamente uma atmosfera semelhante à de Vénus ou de Marte.
Mas os sinais variaram significativamente de trânsito para trânsito, sugerindo que as medições estavam a ser contaminadas pela própria estrela. TRAPPIST-1 é menor, mais fria e muito mais escura que o nosso Sol, fria o suficiente para que moléculas de gás, incluindo metano, possam se formar na própria atmosfera da estrela.
“Relatamos indícios de metano, mas a questão é: ‘o metano é atribuível a moléculas na atmosfera do planeta ou na estrela hospedeira?’”, Disse Ranjan no comunicado.
No artigo, Ranjan e a sua equipa modelaram quanto tempo o metano poderia realisticamente sobreviver no ambiente do TRAPPIST-1e. Eles descobriram que enquanto o metano de Titã pode persistir entre 10 milhões e 100 milhões de anos, o metano no TRAPPIST-1e duraria apenas cerca de 200 mil anos. O planeta recebe muito mais radiação ultravioleta do que Titã, fazendo com que o metano seja decomposto milhares de vezes mais rápido, observa o estudo.
Isto torna extraordinariamente improvável que os cientistas consigam capturar o planeta durante uma fase rica em metano, a menos que o metano esteja a ser reabastecido a taxas extremas e contínuas, dizem os investigadores. A manutenção de níveis semelhantes aos de Titã exigiria que o TRAPPIST-1e superasse a produção de Titã na geração de metano, um cenário implausível que exigiria vulcanismo global ininterrupto, liberação catastrófica de metano de um interior gelado ou constante recapeamento planetário. Mesmo sob hipóteses generosas, estes processos não podem responder totalmente pelo fornecimento de metano necessário, observa o estudo.
Como resultado, a equipa conclui que são necessárias análises mais rigorosas e observações adicionais para determinar se TRAPPIST-1e tem alguma atmosfera e se as pistas provisórias de metano do JWST têm origem no planeta ou são simplesmente artefactos da estrela.
“A tese básica do TRAPPIST-1e é esta: se tiver atmosfera, é habitável”, disse Ranjan no comunicado. “Mas neste momento, a questão de primeira ordem deve ser: ‘Existe mesmo uma atmosfera?’”
Apesar dos desafios, TRAPPIST-1e continua a ser um dos mundos potencialmente habitáveis mais promissores para além do nosso sistema solar. No entanto, o JWST, concebido antes da descoberta do primeiro exoplaneta, está a operar nos limites da sua sensibilidade ao sondar as atmosferas de planetas do tamanho da Terra.
Instrumentos futuros poderão ajudar a desvendar os sinais confusos. O próximo da NASA Pandora A missão, com lançamento previsto para 2026, observará estrelas e planetas simultaneamente para separar melhor as características estelares e atmosféricas.
Os investigadores também estão a planear uma rara observação de trânsito duplo, na qual TRAPPIST-1e e o planeta mais interno, TRAPPIST-1b, cruzam a estrela juntos. Sabe-se que TRAPPIST-1b não tem atmosfera, portanto, comparar o seu sinal “limpo” com o de TRAPPIST-1e poderia revelar quais características pertencem à estrela e quais – se houver – surgem da atmosfera de TRAPPIST-1e, dizem os cientistas.
“Essas observações nos permitirão separar o que a estrela está fazendo do que está acontecendo na atmosfera do planeta – caso exista”, disse Ranjan.
O artigo sobre esses resultados foi publicado em 3 de novembro no The Astrophysical Journal Letters.
