Uma equipe de astrônomos liderada pela UdeM encontrou evidências de que dois exoplanetas orbitando uma estrela anã vermelha são "mundos aquáticos" - planetas onde a água representa uma grande proporção do volume. Esses mundos, localizados em um sistema planetário a 218 anos-luz de distância na constelação de Lyra, são diferentes de qualquer um dos planetas encontrados em nosso sistema solar.
Uma equipe liderada pela pesquisadora de pós-doutorado Carolina Pielet, do Trottier Institute for Exoplanet Research (iREx) da Universidade de Montreal, publicou um estudo detalhado do sistema planetário conhecido como Kepler-138 hoje, 15 de dezembro, na revista Nature Astronomy.
Piaule, que é membro do grupo de pesquisa de Björn Benneke, observou os exoplanetas Kepler-138c e Kepler-138d usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA e o Telescópio Espacial Spitzer desativado e descobriu que os planetas, que têm cerca de uma vez e meia o tamanho de Terra, pode ser composta principalmente de água Esses planetas e o satélite do planeta mais próximo da estrela, Kepler-138b, foram descobertos anteriormente pelo telescópio espacial Kepler da NASA.
A água não foi detectada diretamente, mas comparando os tamanhos e massas dos planetas com modelos, os cientistas concluíram que uma parte significativa de seu volume - até a metade - deveria consistir em materiais mais leves que as rochas, mas mais pesados que o hidrogênio ou o hélio ( que compõem a maior parte dos planetas gigantes gasosos, como Júpiter). O mais comum desses materiais candidatos é a água.
“Costumávamos pensar que os planetas ligeiramente maiores que a Terra eram grandes bolas de metal e rocha, como versões ampliadas da Terra, e é por isso que os chamamos de super-Terras”, explicou Benneke. - No entanto, agora mostramos que esses dois planetas, Kepler-138c e d, têm uma natureza completamente diferente: uma grande parte de seu volume provavelmente consiste em água. Pela primeira vez, observamos planetas que podem ser identificados com segurança como mundos aquáticos – o tipo de planeta cuja existência há muito é teorizada pelos astrônomos”.
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Com mais de três vezes o volume da Terra e duas vezes a massa, os planetas c e d são muito menos densos que a Terra. Isso é surpreendente porque a maioria dos planetas apenas um pouco maiores que a Terra que foram estudados em detalhes até agora pareciam ser mundos rochosos semelhantes ao nosso. A comparação mais próxima com esses dois planetas, dizem os pesquisadores, pode ser algumas das luas geladas no sistema solar externo, que também são compostas em grande parte por água em torno de um núcleo rochoso.
“Imagine versões maiores de Europa ou Encélado, luas ricas em água orbitando Júpiter e Saturno, mas muito mais próximas de suas estrelas”, explicou Piaule. "Em vez de uma superfície gelada, Kepler-138 c e d teriam grandes envelopes de vapor d'água."
Os pesquisadores alertam que os planetas podem não ter oceanos semelhantes à Terra diretamente na superfície do planeta. "A temperatura nas atmosferas de Kepler-138c e Kepler-138d está provavelmente acima do ponto de ebulição da água, e esperamos que esses planetas tenham atmosferas espessas e densas feitas de vapor. Somente sob essa atmosfera de vapor pode potencialmente existir água líquida em alta pressão, ou mesmo água em outra fase que ocorre em alta pressão, chamada de fluido supercrítico”, disse Piaule.
Recentemente, outra equipe da Universidade de Montreal encontrou outro planeta, chamado TOI-1452 b, que poderia estar coberto por um oceano de água líquida, mas o Telescópio Espacial James Webb da NASA será necessário para estudar sua atmosfera e confirmar a presença de um oceano.
Embora as observações anteriores do telescópio espacial Kepler da NASA tivessem mostrado apenas a passagem de três planetas menores em torno de Kepler-138, a equipe ficou surpresa ao descobrir que as observações do Hubble e do Spitzer indicavam a presença de um quarto planeta no sistema, Kepler-138e.
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Este planeta recém-descoberto é pequeno e mais distante de sua estrela do que os outros três, levando 38 dias para completar uma órbita. O planeta está na zona habitável de sua estrela, uma região temperada onde o planeta recebe a quantidade certa de calor de sua estrela fria para não ser nem muito quente nem muito frio para permitir a entrada de água líquida.
A natureza desse exoplaneta adicional recém-descoberto, no entanto, permanece uma questão em aberto, pois não parece estar transitando sua estrela. Observar o trânsito de um exoplaneta permitiria aos astrônomos determinar seu tamanho. Com Kepler-138e na foto, as massas de planetas previamente conhecidos que foram encontrados se tornaram mais precisas.
Outra surpresa aguardava os pesquisadores: eles descobriram que os dois mundos aquáticos Kepler-138c e d são planetas gêmeos, com quase o mesmo tamanho e massa, enquanto antes se pensava serem radicalmente diferentes. Por outro lado, o planeta mais próximo de nós, Kepler-138b, foi confirmado como um planeta menor com a massa de Marte, um dos menores exoplanetas conhecidos até hoje.
“À medida que nossos instrumentos e métodos se tornam sensíveis o suficiente para encontrar e estudar planetas mais distantes de suas estrelas, podemos começar a encontrar muito mais mundos aquáticos como Kepler-138 c e d”, concluiu Benneke.
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