Investigadores concluíram que dois planetas do tamanho da Terra, em órbita da anã vermelha próxima TRAPPIST-1, exibem contrastes térmicos dia-noite tão extremos que é provável que ambos sejam, essencialmente, rocha nua.
Esta conclusão reduz de forma significativa as regiões onde os astrónomos ainda podem esperar encontrar atmosferas duradouras em torno das estrelas mais comuns da galáxia.
Calor sem ar
Nos dois planetas mais interiores de TRAPPIST-1, um hemisfério permanece sob luz constante e o outro fica mergulhado numa noite permanente, o que cria climas radicalmente diferentes no mesmo mundo.
Ao medir a emissão térmica dos planetas durante quase 60 horas consecutivas, uma equipa da Universidade de Genebra (UNIGE) conseguiu elaborar os primeiros mapas climáticos destes mundos rochosos do tamanho da Terra.
Os dados mostraram que o calor se concentra quase por completo no lado virado para a estrela. Do lado nocturno, praticamente não se detecta calor, traduzindo-se numa diferença superior a 500 °C (900 °F) entre as duas metades.
Um padrão tão assimétrico deixa pouca margem para uma atmosfera mais densa do que um invólucro muito tenue e levanta, além disso, a questão mais difícil: porque é que estes planetas perderam tanto, logo à partida?
Pistas na escuridão
A melhor pista veio da noite: num planeta com atmosfera, parte do calor acumulado deveria ser transportado e “vazar” para o hemisfério escuro.
É precisamente isso que as curvas de fase térmica - variações do sinal de calor ao longo de uma órbita - permitem avaliar, ao indicar se os ventos redistribuem energia.
Aqui, o lado nocturno manteve-se tão fraco que quase não houve transferência de calor, tal como acontece numa superfície sem ar quando a iluminação do dia desaparece.
Este indicador simples permitiu testar hipóteses sobre atmosferas de forma directa, em vez de inferir tudo a partir de uma única observação do hemisfério iluminado.
Os planetas estão em rotação síncrona
Parte do problema começa na própria estrela: anãs vermelhas próximas podem submeter os seus planetas mais interiores a radiação agressiva durante longos períodos.
Além disso, órbitas tão apertadas tendem a deixar os planetas em rotação síncrona (bloqueio de marés), mantendo sempre a mesma face voltada para a estrela, enquanto a outra permanece escura.
Sem atmosfera, o hemisfério diurno continua a absorver energia e o nocturno perde-a depressa, libertando calor sob a forma de radiação infravermelha.
Assim, estes mundos podem parecer “temperados” em cálculos simplificados e, ainda assim, ser duros e inóspitos à superfície, sobretudo perto do limite interior.
Um sistema que vale a pena acompanhar
O sistema TRAPPIST-1, com sete planetas, intriga a comunidade científica desde 2017, porque vários desses mundos orbitam numa região onde a água líquida poderia, em princípio, existir.
Como todos os planetas circulam a mesma estrela fria, os investigadores conseguem compará-los quase como se estivessem lado a lado e observar como a distância à estrela altera o desfecho.
“"O sistema TRAPPIST-1 é incrível! Sete planetas, alguns com massas semelhantes à da Terra, orbitam a mesma estrela"”, afirmou Emeline Bolmont, professora associada do Departamento de Astronomia da UNIGE e directora do Centro para a Vida no Universo.
Ao começar pelos dois mundos mais próximos - TRAPPIST-1b (Planeta b) e TRAPPIST-1c (Planeta c) - a equipa escolheu os locais onde a exposição estelar deveria ser mais intensa.
O que revela o planeta b
O Planeta b forneceu o resultado mais claro: um lado diurno acima de cerca de 199 °C (390 °F), um lado nocturno praticamente sem brilho térmico e ausência de um desfasamento evidente no máximo de emissão.
Observações anteriores durante eclipses já tinham sugerido que o Planeta b reemite a radiação recebida quase toda a partir do lado diurno.
Os modelos que pressupunham uma redistribuição eficiente do calor falharam ao confrontar-se com a nova curva, enquanto as explicações compatíveis com uma superfície sem atmosfera acertaram tanto no momento como no nível de brilho.
Este conjunto de sinais torna muito improvável a existência de uma atmosfera substancial no Planeta b, mesmo antes de se entrar em debates sobre a composição da sua superfície.
Porque o planeta c resiste
O Planeta c também aparentou uma divisão marcada, com o lado diurno perto de 99 °C (210 °F), mas o sinal foi demasiado fraco para fechar a questão.
Uma medição de 2023 já tinha excluído a presença de uma atmosfera espessa de dióxido de carbono no Planeta c.
Uma hipótese ainda possível é a de uma atmosfera muito fina, rica em oxigénio, capaz de transportar apenas uma quantidade modesta de calor antes de o planeta voltar a arrefecer.
Até existirem dados mais precisos, continuam em aberto duas interpretações: uma superfície nua mais reflectora ou uma atmosfera tenue.
O papel da rocha exposta
A modelação da superfície acrescentou outra camada de complexidade, porque o brilho de um mundo sem atmosfera depende fortemente do que a rocha exposta reflecte e emite.
Outra linha de modelos apontou para rocha ultramáfica - rocha escura rica em ferro e magnésio - como o tipo mais provável à superfície do Planeta b.
No entanto, danos moderados provocados pela radiação podem também escurecer outros materiais e tornar essa conclusão muito mais incerta.
Por isso, este resultado diz mais sobre a ausência de ar do que sobre o tipo exacto de rocha.
Alvos na procura de vida extraterrestre
As questões sobre habitabilidade deslocam-se agora para os mundos exteriores, e não para os dois planetas que orbitam mais perto da sua estrela.
Mercúrio é um bom lembrete: um planeta rochoso pode perder a sua atmosfera enquanto vizinhos relativamente próximos conseguem preservá-la.
Ainda assim, o par interior mostra o que a radiação intensa e as órbitas apertadas podem fazer durante os primeiros capítulos da história de um sistema planetário.
Isto é relevante para qualquer levantamento de anãs vermelhas, já que estas estrelas são abundantes e os seus planetas figuram entre os alvos mais frequentes na busca por vida.
O Webb continua a observar
O Telescópio Espacial James Webb já está a apontar para o planeta e, um mundo mais afastado que se encontra dentro da zona habitável do sistema.
Observações futuras deverão testar se a distância, por si só, ajuda um planeta a reter gases, água e temperaturas mais moderadas.
Entretanto, estes planetas interiores tornaram-se um caso de referência para interpretar outros mundos rochosos em torno de estrelas ténues e activas.
Cada nova medição deverá tornar mais nítida a fronteira entre planetas que apenas se parecem com a Terra no tamanho e aqueles que conseguem manter condições semelhantes às terrestres.
O que muda agora
O retrato actualizado é duro: nos dois mundos mais próximos, o dia eterno e a noite eterna não são suavizados por uma atmosfera espessa.
Isto não encerra a procura neste sistema, mas indica com mais clareza onde a esperança se apaga mais depressa - e onde ainda pode resistir.
Crédito da imagem: Agência Espacial Europeia
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