Os cientistas descobriram que um planeta potencialmente habitável teve a sua atmosfera destruída, um processo que poderia eventualmente tornar o mundo, Trappist-1e, inabitável. A abstracção parece ser causada por correntes eléctricas que surgem à medida que o planeta gira em torno da sua estrela anã vermelha.
É uma descoberta importante porque o sistema Trappist-1, no qual este exoplaneta orbita uma pequena estrela anã vermelha, tem sido um dos principais alvos na busca por vida alienígena. Dos sete mundos rochosos semelhantes à Terra no sistema, pelo menos três estão na zona habitável, uma região em torno de uma estrela que não é nem demasiado quente nem demasiado fria para permitir que um planeta suporte água líquida.
No entanto, um planeta sem atmosfera não pode reter água líquida, mesmo que esteja na zona habitável, também conhecida como “zona Cachinhos Dourados”. Isto mostra que embora Trappist-1e possa estar na zona habitável da anã vermelha Trappist-1, localizada a 40 anos-luz da Terra, a sua habitabilidade pode ser passageira.
O mesmo fenómeno que afecta a atmosfera de Trappist-1e poderá afectar também as atmosferas de outros planetas nesta zona habitável, o que é uma má notícia para a possibilidade de encontrar vida neste sistema.
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Métodos para eliminar a atmosfera de um exoplaneta
Trappist-1e tem aproximadamente o tamanho da Terra, mas tem uma massa de cerca de 0,7 vezes a massa do nosso planeta. É o quarto planeta a partir da sua estrela e gira a uma distância de apenas 0,028 vezes a distância entre a Terra e o Sol e completa uma revolução em apenas 6,1 dias terrestres.
Apesar desta proximidade, porque Trappist-1 é muito menor e mais frio que o Sol, a sua zona habitável está muito mais próxima da sua superfície do que a zona habitável da nossa estrela. Para esse fim, parece que não é a radiação desta anã vermelha que está destruindo a atmosfera de TRAPPIST-1e, mas sim um vento de partículas carregadas que emana da estrela chamado “ventos estelares”.
“Observamos como o clima espacial muda ao longo da órbita do planeta, com o TRAPPIST-1e se movendo muito rapidamente entre condições e pressões de vento estelar muito diferentes, levando a uma espécie de compressão e relaxamento pulsante do campo magnético do planeta”, disse Cecilia Garafo, do O time. Um membro e astrofísico de Harvard e Smithsonian disse ao Space.com. “Isso gera poderosas correntes elétricas na alta atmosfera – a ionosfera – que aquecem a atmosfera como um aquecedor elétrico.”
A Terra também está passando por mudanças no vento solar, o que provoca um aumento semelhante na nossa atmosfera, explicou Jarrafo. A diferença é que o calor sentido pelo TRAPPIST-1e é até 100.000 vezes mais forte do que o calor que a Terra experimenta com o vento solar. Isto ocorre porque Trappist-1e está se movendo rapidamente em torno de sua estrela, e o movimento impulsiona poderosas correntes ionosféricas que se dissipam e geram calor intenso, o que a equipe chama de “aquecimento Joule direcionado por voltagem”.
Embora a equipe esperasse esse efeito em 2017, os pesquisadores ficaram surpresos com o quão forte o descobriram agora.
“Pode ser tão forte para o TRAPPIST-1e que o calor vaporiza a alta atmosfera”, disse Jarrafo. “Ao longo de milhões de anos, o planeta poderá perder toda a sua atmosfera devido a este fenómeno.”
A investigação da equipa mostra que existem mais de duas maneiras de um planeta perder a sua atmosfera.
Ofer Cohen, membro da equipe e pesquisador do Centro de Ciência e Tecnologia Espacial Lowell, disse ao Space.com que normalmente se pensa que a perda de atmosferas exoplanetárias é causada por algum processo externo. Estes incluem a poderosa radiação da estrela, que pode fazer com que a atmosfera aqueça e escape, ou partículas carregadas no vento estelar que expulsam os planetas, causando um poderoso efeito de remoção.
“Neste caso, o aquecimento e a consequente perda de atmosfera são impulsionados exclusivamente pelo rápido movimento do planeta. Portanto, o planeta está condenado a perder a sua atmosfera apenas por se mover”, disse Cohen. “É como se estivéssemos com preguiça de tirar a neve do teto do nosso carro e começássemos a dirigir, esperando que o ar que circula ao redor do carro faça o trabalho para nós e remova a neve – pelo menos é isso que fazemos na área de Boston.
“Acho legal que os planetas possam fazer isso com suas atmosferas.”
E os outros planetas Trappist-1?
Na Terra, a magnetosfera protege a nossa atmosfera, desviando partículas carregadas para baixo das linhas do campo magnético e para fora do nosso planeta. Marte, que não possui um campo magnético forte, teve sua atmosfera destruída por ventos solares e forte radiação solar. Na verdade, o Planeta Vermelho pode ter perdido a sua água para o espaço como resultado.
Acredita-se que Trappist-1e também tenha uma magnetosfera, mas estes resultados mostram que pode não ser suficiente para evitar a destruição da atmosfera.
“Normalmente, o campo magnético de um planeta atua como uma bolha protetora, mas em torno de TRAPPIST-1e, essa bolha está comprometida, “Garaffo disse.” O campo magnético do planeta se conecta com o campo magnético da estrela, criando caminhos que permitem que as partículas da estrela atinjam o planeta diretamente.” “Isto não só elimina a atmosfera, mas também a aquece significativamente, tornando o TRAPPIST-1e e os seus vizinhos vulneráveis à perda de toda a sua atmosfera.”
Trappist-1e é o quarto planeta de uma estrela anã vermelha localizada no coração deste fascinante sistema planetário de mundos rochosos. Os astrónomos já tinham descoberto que Trappist-1b, o exoplaneta mais próximo da estrela, parece já ter perdido a sua atmosfera.
A equipe acredita que o aquecimento Joule causado pelo potencial elétrico também poderia afetar o Trappist-1f e o Trappist-1g, despojando-os também de sua atmosfera, embora em menor grau do que com o Trappist-1e. Isto porque, a 0,038 e 0,04683 vezes a distância entre a Terra e o Sol da sua estrela, respetivamente, estes planetas movem-se mais lentamente através do vento estelar da anã vermelha do que Trappist-1e.
“Os planetas próximos de TRAPPIST-1 terão um destino mais extremo, e os planetas mais distantes terão um destino um pouco mais benigno”, disse Jarrafo. “Imagino que todos os planetas Trappist-1 teriam dificuldade em manter qualquer atmosfera.”
As descobertas da equipa podem ter implicações para além do sistema Trappist-1, bem como na procura de exoplanetas habitáveis e de vida fora do sistema solar. Eles salientam que os exoplanetas próximos das suas estrelas provavelmente perderão as suas atmosferas, mesmo que estejam dentro da zona habitável dessa estrela.
Os resultados também podem ajudar a sugerir quais estrelas poderiam hospedar planetas contendo moléculas que indicam a presença de vida: biomarcadores.
“A nossa investigação sugere que essas estrelas hospedeiras de baixa massa podem não ser as mais promissoras para acolher planetas com atmosferas,” concluiu Jarravo. “Identificar estrelas hospedeiras que poderiam sustentar planetas habitáveis e monitorar esses trânsitos atmosféricos usando o Telescópio Espacial James Webb e observatórios futuros, mas também construir a tecnologia para interpretar esses resultados em termos de biomarcadores.”
A pesquisa da equipe foi publicada em 16 de fevereiro Jornal Astrofísico.
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