Estudo JWST sugere que o mundo 'estéril' TRAPPIST-1 pode ter uma atmosfera, afinal: WebCuriosos

Anteriormente considerada uma bola sem ar, um mundo do tamanho da Terra orbitando uma anã vermelha alguns Afinal, a 40 anos-luz de distância pode haver uma atmosfera.

Novas observações do planeta b no sistema TRAPPIST-1 revelam que o mundo rochoso é mais complexo do que pensávamos, afirmando os desafios de tirar conclusões sólidas baseadas numa estreita faixa de informação espectral.

Em forte contraste com um artigo publicado no ano passado que determinou que o exoplaneta era provavelmente vazio e estéril, novos dados obtidos usando o JWST sugerem que TRAPPIST-1b está agitado com atividade geológica ou possivelmente envolto numa atmosfera espessa rica em dióxido de carbono.

“A ideia de um planeta rochoso com uma superfície fortemente alterada e sem atmosfera é inconsistente com a medição atual,” diz o astrônomo Jeroen Bouwman do Instituto Max Planck de Astronomia da Alemanha.

“Portanto, pensamos que o planeta está coberto por material relativamente inalterado”.

Isto significa que não sofreu alterações devido aos processos de meteorização estelar e espacial, sugerindo que a superfície do TRAPPIST-1b é muito jovem, com apenas até 1.000 anos de idade. Por sua vez, isso implica atividade, como o ressurgimento magmático – sugerindo a geologia em curso dentro do exoplaneta.

Em 2017, os astrônomos relataram que encontraram uma estrela em torno da qual orbitavam sete exoplanetas. Embora os exoplanetas estejam um pouco mais próximos da estrela do que os planetas do Sistema Solar, a estrela TRAPPIST-1 é uma anã vermelha – mais fria e mais escura, o que por sua vez significa que a zona habitável do sistema está mais próxima do seu sol.

Isto levantou esperanças de que um dos mundos TRAPPIST-1 pudesse ser habitável. Também nos deu vários exoplanetas que podem ser análogos a mundos dentro do Sistema Solar, com tamanhos e densidades comparáveis ​​aos da Terra, Vênus e Marte.

TRAPPIST-1b está demasiado perto da sua estrela para ser habitável, mas os astrónomos esperam que possa ensinar-nos como outros sistemas planetários se formam e evoluem.

“Os planetas que orbitam anãs vermelhas são a nossa melhor oportunidade de estudar pela primeira vez as atmosferas de planetas rochosos temperados, aqueles que recebem fluxos estelares entre Mercúrio e Marte,” diz a astrônoma Elsa Ducrot da Comissão Francesa de Energias Alternativas e Energia Atómica (CEA).

“Os planetas TRAPPIST-1 constituem um laboratório ideal para esta investigação inovadora.”

Os primeiros dados do JWST desferiram um golpe nessa ideia. Foi baseado em apenas um comprimento de onda infravermelho – 15 mícrons – que é fortemente absorvido pelo dióxido de carbono. A forte assinatura de 15 mícrons sugeria que não havia dióxido de carbono presente.

Para investigar mais detalhadamente, os investigadores realizaram observações adicionais do JWST no comprimento de onda de 12,8 mícrons para medir a temperatura de TRAPPIST-1b à medida que este fazia órbitas repetidas à sua estrela. À medida que o exoplaneta se move à frente, ao redor e atrás da estrela, a mudança de luz revela quanto da luz infravermelha é emitida pelo exoplaneta, dando aos astrónomos as ferramentas para medir a distribuição da temperatura na superfície do exoplaneta.

Depois, compararam as suas observações com diferentes modelos para tentar descobrir o que estavam a ver. Em contraste com a análise de 15 mícrons, que encontrou uma superfície nua e cinzenta, a equipa de investigação descobriu que as observações de 12,8 mícrons eram mais consistentes com uma superfície nua coberta por rocha vulcânica rica em minerais.

Isto pode indicar que TRAPPIST-1b tem atividade tectónica ou vulcânica, ou que a atração gravitacional da estrela e dos outros exoplanetas no sistema está a esticar e a comprimir TRAPPIST-1b para manter o seu interior quente e fundido.

A outra interpretação dos dados é uma atmosfera rica em dióxido de carbono. Isto pode ser conciliado com as observações de 15 mícrons pela presença de uma neblina resultando num fenómeno conhecido como inversão térmica, em que o dióxido de carbono emite luz de 15 mícrons em vez de a absorver.

“Estas inversões térmicas são bastante comuns nas atmosferas dos corpos do Sistema Solar, sendo talvez o exemplo mais semelhante a atmosfera nebulosa da lua de Saturno, Titã,” explica o astrônomo Michiel Min do Instituto Holandês de Pesquisa Espacial.

“No entanto, espera-se que a química na atmosfera de TRAPPIST-1b seja muito diferente da de Titã ou de qualquer outro corpo rochoso do Sistema Solar e é fascinante pensar que podemos estar a olhar para um tipo de atmosfera que nunca vimos antes.”

Qual desses cenários, se houver algum, está ocorrendo no TRAPPIST-1b, exigirá muito mais pesquisas para ser revelado. Mas o estudo destaca quão difícil é descobrir o que está a acontecer noutros mundos, para além do Sistema Solar.

A pesquisa da equipe foi publicada em Astronomia da Natureza.