Desde que o primeiro exoplaneta foi confirmado em 1992, os astrônomos encontraram milhares de mundos além do nosso Sistema Solar. Com mais e mais descobertas acontecendo o tempo todo, o foco da pesquisa sobre exoplanetas começou a mudar lentamente da descoberta de exoplanetas para a caracterização de exoplanetas. Essencialmente, os cientistas agora procuram determinar a composição dos exoplanetas para determinar se eles podem ou não sustentar a vida.
Uma parte essencial desse processo é descobrir quanta água existe nos exoplanetas, o que é essencial para a vida como a conhecemos. Durante uma recente conferência científica, uma equipe de cientistas apresentou novas pesquisas que indicam que a água provavelmente é um componente importante dos exoplanetas que têm entre duas a quatro vezes o tamanho da Terra. Essas descobertas terão sérias implicações quando se trata de buscar vida além do nosso Sistema Solar.
A pesquisa foi objeto de uma apresentação intitulada "Interpretação do modelo de crescimento da distribuição do tamanho do planeta", realizada na Goldschmidt Conference 2018 em Boston. Durante uma sessão intitulada “O papel da fuga atmosférica extrema dos exoplanetas quentes”, a equipe apresentou descobertas que indicaram que os mundos aquáticos podem ser mais comuns do que se pensava anteriormente.
Esses achados foram baseados em dados do Telescópio Espacial Kepler e Gaia missão, que foram analisadas por uma equipe internacional de cientistas liderada pelo Dr. Li Zeng - um pesquisador do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade de Harvard. Como eles indicaram, o Kepler A missão mediu com precisão os raios de mais de 4000 candidatos a exoplanetas, juntamente com seus períodos orbitais e outros parâmetros.
Esses candidatos a exoplanetas podem ser divididos em duas categorias de tamanho: aqueles que têm 1,5 vezes o raio da Terra e aqueles que têm uma média de 2,5 raios na Terra. Combinado com medições de massa e raio recentes do Gaia missão, a equipe conseguiu desenvolver um modelo da estrutura interna desses planetas. Enquanto os planetas que se enquadram na categoria anterior são considerados rochosos, geralmente se pensa que os últimos variam de super-Terras a gigantes de gás do tamanho de Netuno.
No entanto, de acordo com o modelo desenvolvido por Li e seus colegas, muitos dos exoplanetas confirmados que têm entre duas a quatro vezes o tamanho da Terra podem de fato ser mundos aquáticos. Nesses planetas, aproximadamente 50% da massa consiste em água, enquanto a água representa apenas 0,2% da massa da Terra. Como o Dr. Zeng explicou durante o curso da apresentação:
“Foi uma grande surpresa perceber que deve haver tantos mundos aquáticos ... Vimos como a massa se relaciona com o raio e desenvolvemos um modelo que pode explicar o relacionamento. O modelo indica que os exoplanetas que têm um raio de cerca de x1,5 raio da Terra tendem a ser planetas rochosos (tipicamente x5 da massa da Terra), enquanto aqueles com um raio de x2,5 raio da Terra (com uma massa em torno de x10 o da Terra) são provavelmente mundos aquáticos ”.
No entanto, quando se considera as características orbitais desses planetas (ou seja, quão perto eles orbitam com suas respectivas estrelas), uma imagem muito interessante começa a surgir. Como Li explicou, esses "mundos da água" não são tantos planetas rochosos que são cobertos por oceanos profundos, mas um tipo inteiramente novo de planeta para o qual não há equivalente no Sistema Solar.
“Isso é água, mas não é tão comum aqui na Terra. A temperatura da superfície deve estar entre 200 e 500 graus Celsius ”, afirmou ele. “Sua superfície pode estar envolta em uma atmosfera dominada por vapor de água, com uma camada de água líquida por baixo. Indo mais fundo, seria de esperar que essa água se transforma em gelados de alta pressão antes de atingirmos o núcleo rochoso sólido. A beleza do modelo é que ele explica exatamente como a composição se relaciona com os fatos conhecidos sobre esses planetas. ”
Talvez ainda mais surpreendente seja o quão comum esses planetas parecem ser. Segundo seu estudo, Li e seus colegas indicaram que cerca de 35% de todos os exoplanetas conhecidos que são maiores que a Terra devem ser ricos em água. Além disso, eles levantam a hipótese de que provavelmente se formaram de maneira semelhante à forma como se acredita que os núcleos de gigantes gasosos se formaram - um núcleo rochoso cercado por camadas de material volátil solidificado pela pressão.
Naturalmente, essa descoberta tem implicações significativas para quando se trata de busca de vida além do nosso Sistema Solar. Até agora, a idéia de que a água é essencial para a vida como a conhecemos foi uma conclusão precipitada para os cientistas. Mas se este estudo estiver correto, parece que a água é muito mais abundante em exoplanetas do que anteriormente, e pode ser um impedimento para a vida como a conhecemos.
Se de fato os mundos aquáticos consistem em atmosferas quentes e úmidas e densas camadas de gelo mais próximas de seus núcleos, seria difícil a vida emergir nesses mundos. Basicamente, o calor extremo e a falta de acesso a luz solar suficiente, atividade hidrotérmica e massas de terra resultariam em um ambiente bastante hostil. No entanto, o estudo oferece algumas possibilidades intrigantes quando se trata de caracterizar exoplanetas e ver o que está por aí.
Olhando para o futuro, Li e seus colegas esperam que o recém-lançado Satélite de pesquisa em trânsito do Exoplanet (TESS) encontrará muitos outros mundos aquáticos. Isso será seguido por telescópios terrestres - e os que serão lançados em breve Telescópio Espacial James Webb (JWST) - que fornecerá medidas espectroscópicas que ajudarão os cientistas a caracterizar as composições e atmosferas desses planetas.
Como disse a professora Sara Seager, professora de Ciência Planetária do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e diretora adjunta de ciências da missão TESS:
“É incrível pensar que os exoplanetas enigmáticos de tamanho intermediário podem ser mundos aquáticos com vastas quantidades de água. Esperamos que as observações da atmosfera no futuro - de atmosferas espessas de vapor - possam apoiar ou refutar as novas descobertas. ”
Enquanto isso, ainda existem muitos mundos rochosos por aí para serem explorados em busca de sinais de vida!
