Pela primeira vez, astrônomos detectaram vapor de água na atmosfera de um exoplaneta rochoso. De forma intrigante, o planeta está em uma zona habitável de sua estrela, tornando-o um dos possíveis lugares na galáxia para se procurar sinais de vida extraterrestre.
Localizado a uma distância de 110 anos-luz, o planeta K2-18b foi descoberto pelo observatório espacial Kepler em 2015. Escaneamentos preliminares do exoplaneta sugeriram que ele era uma superterra — um planeta rochoso e maior que a Terra e que tinha uma atmosfera. Estas observações, mais o fato de o K2-18b estar em uma zona habitável — um lugar especial onde a água pode persistir como líquido —, fizeram os estudos sobre ele avançarem.
Usando o telescópio espacial Hubble, uma equipe da UCL (Universidade College London) executou uma pesquisa espectográfica no K2-18b, resultando na detecção de uma assinatura de água distinta. Detalhes desta importante descoberta foram publicados nesta quarta-feira (10) na revista Nature.
“É a primeira detecção de vapor de água em um planeta que não é um gigante de gás”, disse o astrônomo da UCL, Angaelos Tsiaras, um dos coautores do estudo, durante uma conferência por telefone. “Esta é a primeira detecção do tipo — um planeta orbitando dentro da zona habitável — e o primeiro planeta que conhecemos fora do sistema solar a ter água nele”, disse. “É o melhor candidato para habitação que conhecemos até o momento”.
Vapor de água água já foi detectado em exoplanetas antes, mas apenas em gigantes de gás. Há uma pequena possibilidade de que o K2-18b seja um gigante de gelo, na verdade parecido com Urano ou Netuno, mas a grande probabilidade é que ele seja um superterra. Astrônomos podem apenas ver a atmosfera superior deste exoplaneta, mas ele tem duas vezes o tamanho e oito vezes a massa da Terra. É importante notar que ele tem uma densidade parecida com a de Marte, que é três vezes maior que a de um gigante de gás. Isso levou os cientistas a concluírem que o K2-18b é provavelmente terrestre em sua natureza, contendo um núcleo rochoso e sólido.
O K2-18b orbita em volta de uma estrela anã vermelha, e leva apenas 33 dias pra o planeta orbitar sua estrela hospedeira. Com tal proximidade, pode parecer que o K2-18b não faça parte da zona habitável, mas como as estrelas anãs vermelhas emitem baixos níveis de radiação, a zona habitável delas é muito mais próxima comparado com sistemas como o nosso. o K2-18b recebe um nível de radiação parecido com o da Terra, e tem temperaturas parecidas com as que temos por aqui, observaram os cientistas na conferência.
Infelizmente, exoplanetas em órbita de estrelas anãs vermelhas costumam ser péssimos candidatos para “habitabilidade”, devido à propensão desse grupo de estrelas a produzir explosões solares poderosas e frequentes. Como Tsiaras apontou na conferência, as condições no K2-18b provavelmente são “mais hostis” em comparação com a Terra.
As observações do Hubble resultaram em um sinal de água distinto, mas os pesquisadores da UCL não estavam certos sobre a quantidade de água compactada na atmosfera do K2-18b, ou se existe água líquida na superfície. Usando uma série de modelos, os cientistas mostraram que a atmosfera do K2-18b poderia conter apenas 0,01% de água ou até 50%.
Isso é obviamente uma grande discrepância.
A razão para essa faixa incomumente ampla, explicou a coautora do estudo Giovanna Tinnetti em resposta a uma pergunta do Gizmodo, é que o Hubble só conseguiu detectar o sinal espectográfico da água e que “não é fácil quantificar a quantidade de água comparado com o de outras moléculas”. Mas o sinal de água é “muito forte”, disse Tinetti na conferência de imprensa, independente da quantidade. Pesquisas futuras se concentrarão em diminuir essa grande variação, disse ela.
Uma característica interessante das superterras é que a maioria delas é muito provavelmente um mundo aquático — planetas terrestres cobertos por um oceano global profundo. Quando o Gizmodo perguntou a Tinetti sobre o potencial do K2-18b ser um mundo de água, ela disse que há uma “grande possibilidade”, considerando os resultados dos modelos, mas os dados atuais não podem confirmar nem descartar esse cenário.
Li Zeng, um cientista planetário de Harvard e que não estava envolvido no estudo, disse que os resultados não apresentaram “nenhuma surpresa”, pois se espera que muitos exoplanetas semelhantes em tamanho ao K2-18b tenham água “como um dos principais constituintes de seus interiores”, disse ele ao Space News Pb por e-mail.
A nova pesquisa, segundo ele, é consistente com seu próprio trabalho. No início do ano, ele e um colega apresentaram evidências de que planetas aquáticos provavelmente contarão com oceanos que têm centenas — ou até milhares — de quilômetros de profundidade.
Além da água, o Hubble também detectou traços de hidrogênio, uma observação que intrigou Tom Louden, físico da Universidade de Warwick e especialista em atmosferas exoplanetárias. Louden disse que os resultados do novo artigo “são certamente emocionantes” e “bastante significativos na determinação da história evolutiva das atmosferas de exoplanetas”. Ao mesmo tempo, no entanto, as novas descobertas podem representar um golpe no potencial do planeta de promover a vida, disse Louden, que não tem relação com esta nova pesquisa.
“Os resultados sugerem que o planeta K2-18b manteve parte, ou talvez toda, sua ‘atmosfera primária’ de hidrogênio e hélio que o planeta [coletou] durante sua formação”, disse Louden em um e-mail ao Space News Pb. “Isso indica que a radiação da estrela não tem sido muito feroz ou eficiente na remoção de sua atmosfera, o que pode ser uma boa notícia para muitos planetas semelhantes à Terra que esperamos existir ao redor de estrelas desse tipo, pois pode significar que suas atmosferas podem permanecer estáveis”.
Ao mesmo tempo, essas notícias são potencialmente ruins para a habitabilidade. Se a “maioria dos planetas nasce como uma grande atmosfera de hidrogênio e hélio da qual eles não conseguem se livrar, isso pode dificultar o desenvolvimento de uma vida complexa — simplesmente não sabemos o suficiente nesse estágio”, afirmou.
Durante a coletiva de imprensa, Ingo Waldmann discutiu como a presença de games primordiais no K2-18b poderia afetar a capacidade do planeta de promover a vida.
“As atmosferas de hidrogênio podem ser habitáveis”, disse ele, acrescentando que não há razão para sugerir que esse não seja o caso com base em modelos teóricos. Nossos preconceitos sobre a habitabilidade, observou, são atualmente muito “centrados na Terra”, o que é razoável, considerando que a Terra é o único planeta habitável que conhecemos. Consequentemente, Waldmann disse que pesquisas futuras podem investigar a habitabilidade no contexto de atmosferas ricas em hidrogênio.
Claramente, o K2-18b apresenta certa incerteza em termos de sua capacidade de hospedar a vida. Como a Terra, possui clima temperado, núcleo rochoso e água. Por outro lado, o K2-18b está em órbita em torno de uma anã vermelha potencialmente hostil em sua atmosfera que está cheia de gases primordiais — sem mencionar seu grande tamanho e massa em comparação com a Terra, uma variável desconhecida no que diz respeito à habitabilidade.
Este exoplaneta é um assunto fantástico e tentador para pesquisas futuras, mas uma coisa permanece bastante clara: a busca por um planeta verdadeiramente parecido com a Terra continua.
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