há Vinte anos atrás, quase no mesmo dia, dois concorrentes equipes de astrônomos de forma independente descobriu o primeiro exoplaneta em trânsito—um mundo que, vistos da Terra, atravessou o rosto de sua estrela, lançando uma sombra em direção vigilante telescópios aqui., Duas décadas mais tarde, os trânsitos tornaram-se a força vital dos estudos exoplanetas, produzindo milhares de mundos através de telescópios espaciais, como as missões Kepler e Tess (Exoplanet Survey Satellite) da NASA e permitindo que os pesquisadores não só medissem o tamanho e a órbita de um planeta, mas também sua densidade e composição em massa. Em suma, os mundos em trânsito provaram ser as pedras-chave na crescente busca pelos gêmeos cósmicos da Terra. Em 1999, no entanto, a noção de que essas sombras exoplanetárias seriam detectáveis era tão fantástica que validá-la levou os esforços separados de dois grupos.,
Um cenário semelhante é agora a jogar novamente: Dois científica equipes anunciaram a sua descoberta independente da água—a base da biologia, como a conhecemos—na atmosfera de um trânsito de planeta apelidado K2-18 b. O planeta orbita na zona habitável de sua estrela, o ponto de doce, em que a luz das estrelas podem suficientemente quente de um mundo para permitir que a água da piscina e o fluxo na sua superfície., Um marco na busca pela vida alienígena, o resultado propicia um futuro próximo no qual os astrônomos usarão telescópios novos e avançados no solo e no espaço para estudar mais profundamente os planetas mais promissores em torno das estrelas vizinhas do nosso Sol.
“Este é o único planeta agora que sabemos fora do sistema solar que tem a temperatura correta para apoiar a água, que tem uma atmosfera e que tem a água”, diz Angelos Tsiaras, um astrônomo da Universidade de Londres e principal autor de um dos estudos, que foi publicado hoje na Nature Astronomia., Tsiaras e seus colegas usaram modelos de computador sofisticados para provocar sinais de vapor de água no K2-18, b, a partir de dados coletados pelo Telescópio Espacial Hubble, tornando o planeta, diz ele, “o melhor candidato para a habitabilidade”, atualmente conhecido.
os dados do Hubble não falam com significado sobre o volume de água em K2-18 b—na atmosfera superior do planeta, ou um cheiro de umidade ou o valor de um oceano expressaria um sinal semelhante. Tsiaras e os seus colegas sugerem que o vapor de água pode representar entre 100% e metade da atmosfera de K2-18 B., Determinar a quantidade de água (bem como outros gases, como metano, dióxido de carbono e amoníaco) que existe, irá exigir mais observações de banda larga usando futuras instalações espaciais, como o Telescópio Espacial James Webb da NASA, o telescópio infravermelho exoplaneta Infravermelho De Detecção Remota da Agência Espacial Europeia (ARIEL) e uma geração nascente de telescópios terrestres extremamente grandes.,K2-18 b é ligeiramente mais do dobro do tamanho da terra e quase nove vezes mais massiva, provavelmente com um núcleo sólido de rocha ou gelo rodeado por um envelope opressivamente grosso de hidrogênio—e outros gases, aparentemente incluindo vapor de água. Encontrado por Kepler em 2015, o mundo anula-se em uma órbita de 33 dias em torno de uma estrela anã vermelha escura e fria a cerca de 110 anos-luz de distância, na constelação de Leo. Aquela estrela brilha com menos de 3% da luminosidade do nosso próprio sol, mas porque o K2-18 b Orbita tão perto dele, o planeta recebe apenas 5% mais luz estelar do que a nossa., E porque o planeta transita, uma parte dessa luz estelar passa pela sua atmosfera superior a caminho de telescópios aqui, captando e transmitindo informações sobre o coquetel de gases no ar do K2-18 B.
Oito vezes entre 2016 e 2017, uma equipe liderada por Björn Benneke da Universidade de Montreal medida K2-18 b transitórias atmosférica brilho com o Telescópio Espacial Hubble, bem como com Kepler e o Telescópio Espacial Spitzer., Os dados do Hubble são frequentemente divulgados ao público assim que são coletados, e neste caso, essa política permitiu que Tsiaras e seus colegas de trabalho realizassem seu estudo. Assim como o grupo de Tsiaras, a análise separada pela equipe de Benneke sugere a existência de uma fração estatisticamente significativa de vapor de água na atmosfera superior de K2-18 b—mas também, de forma única, o que a equipe argumenta são indícios de gotículas de água líquida condensando mais fundo. Ou seja, Benneke e seus colegas relatam evidências de nuvens—e de chuva. O estudo deles foi publicado no servidor arXiv.,org e foi submetido ao Astronomical Journal para publicação revisada por pares.”ambos os estudos mostram que há uma atmosfera e água neste planeta, o que torna o resultado ainda mais forte”, diz Benneke. “Encontrar vapor de água é ótimo, mas o que é tão especial sobre K2-18 b é que nossos modelos sugerem que partes de sua atmosfera têm temperatura e pressão suficientes para que esse vapor forme gotículas de água líquida. E estes, como na atmosfera da Terra, formarão nuvens e cairão como chuva., Assim como na terra, deve haver uma interação entre condensação e evaporação, um ciclo de água ativo entre as nuvens e a parte gasosa da atmosfera.”
a região atmosférica na qual as nuvens podem se formar, especula Benneke, poderia ser relativamente confortável, com uma pressão de uma atmosfera terrestre e uma temperatura não muito longe da de uma sala de estar típica. “Em muitos aspectos, este planeta não é como a Terra, mas em outros, é muito semelhante. Pode não haver uma “superfície” significativa por baixo do grosso envelope de gás. E mesmo que haja, seria sujeito a pressões muito altas., É implausível imaginar algo como um humano andando por aí – mas talvez algum tipo de micróbio extremo pudesse viver nessas nuvens de água.”
nublado, com uma Chance de habitabilidade
alguns pesquisadores chamam K2-18 b e seu ilk de “super Terras”; outros preferem chamá-los de ” Mini Neptunes.”Mas, independentemente da nomenclatura, o fato mais óbvio sobre esses objetos é que nenhum deles orbita o nosso sol, apesar de ser o tipo planetário mais abundante da Via Láctea. Tudo o que podemos realmente saber deles atualmente vem de estudos extrassolares., E até agora, esses estudos mostram que a maioria desses planetas, em algum lugar no tamanho entre a terra e Netuno, não são muito parecidos com a Terra.”eu gosto de chamá-los de planetas ‘híbridos’, esses mundos com núcleos rochosos e envelopes grossos de hidrogênio”, diz Benneke. “Esta não é uma rocha nua com uma atmosfera fina como a Terra, mas também não é um planeta gigante como Netuno ou Júpiter.,”
um apelo para estudar tais mundos intermediários—muitos dos quais já estão sendo descobertos pela missão TESS em curso—é a possibilidade de que eles revelem algo fundamental sobre como planetas de todos os tamanhos vêm a ser.”pensamos que para planetas com cerca de 1,8 vezes o tamanho da Terra, há uma transição de mundos rochosos para gasosos que ocorre”, diz Laura Kreidberg, uma astrônoma do centro de Astrofísica da Universidade de Harvard e da instituição Smithsoniana (CfA), que não participou dos estudos., “O K2-18 b está perto dessa fronteira, assim nos estão dando nosso primeiro vislumbre na atmosfera de um mundo próximo a essa transição.Nikole Lewis, um astrônomo da Universidade Cornell, que não estava envolvido em nenhum dos artigos, observa que esta não é a primeira vez que sinais de vapor de água, nuvens e talvez até mesmo chuva foram vistos em mundos fora do sistema solar. Mas essas descobertas anteriores vieram de primos maiores e Mais Quentes Do K2-18 b em torno de outras estrelas, mundos que estão mais firmemente do lado “Netuno” da divisão planetária., “K2-18 b representa um grande passo no caminho para sondar planetas mais frios e menores”, diz ela. “Ele tem o potencial de nos informar sobre como as atmosferas se formam e evoluem para planetas em ou perto da zona habitável em torno das estrelas anãs vermelhas, o que será importante para entender a habitabilidade potencial de planetas menores do tamanho da Terra.”
Mais importante, o vapor de água em K2-18 b seria a melhor evidência ainda que pequenos planetas nas zonas habitáveis de anãs vermelhas podem possuir atmosferas., Em alguns aspectos, as diminutas anãs vermelhas podem perfurar bem acima do seu peso, emitindo quantidades de radiação que corroem a atmosfera que atingem o pico mais cedo na vida das estrelas, quando os planetas recém-nascidos podem ser mais vulneráveis. E o punhado de estudos anteriores do Hubble de mundos Anões vermelhos minúsculos e próximos têm sido desanimadores: tentativas de estudar as atmosferas putativas de vários planetas potencialmente habitáveis que transitam por uma anã vermelha ultradim chamada TRAPPIST-1 forneceram resultados inconclusivos., E uma sonda mais recente de LHS 3844 b, um mundo anão vermelho em trânsito um terço maior do que o nosso, sugeriu que o planeta pode muito bem não ter ar.
“A grande maioria do espaço habitável no universo pode ser em torno de anãs vermelhas, porque estes são os mais comuns estrelas, e eles tiverem muita planetas rochosos muito perto deles”, diz Nicolas Cowan, um astrônomo da Universidade McGill, que é filiada com um dos novos documentos. “Depois do estudo mostrando LHS 3844 b parece uma rocha seca e estéril, alguns de nós começaram a ficar preocupados., Talvez os mundos da Red dwarf fossem arenques vermelhos para a astrobiologia.”
essa preocupação é a razão pela qual K2-18 b é” um grande negócio”, diz Cowan, apesar de seu estado claramente sobrenatural e pouco hospitaleiro. “Sugere que a propriedade planetária mais comum no universo também pode ser habitável—não só com atmosferas, mas também com vapor d’água.”
mesmo assim, nem todos estão convencidos de que as alegações de vapor de água são muito mais do que ar quente., “A significância estatística da detecção reivindicada não é forte”, diz David Charbonneau, um astrônomo da CfA, que co-descobriu o primeiro planeta em trânsito em 1999. Ao contrário dessa descoberta, que foi baseada em dois conjuntos de dados distintos, a nova descoberta que foi compartilhada entre duas equipes depende apenas de um—do Hubble, que nunca foi projetado para realizar medições tão delicadas e desafiadoras. “Sim, é sugestivo”, diz Charbonneau. “Mas os astrônomos têm estudado planetas em trânsito por 20 anos, então eu acho que já passamos bem a época dos estudos ‘sugestivos’.”