Num estudo¹ publicado hoje na revista Nature, uma equipa internacional² de investigadores, da qual faz parte Nuno Cardoso Santos do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA³), descobriu uma super Terra4 a transitar a estrela LHS 1140, a menos de 40 anos-luz de distância.

O recém-descoberto exoplaneta LHS 1140b foi detetado pelo observatório MEarth⁵ através do método dos trânsitos⁶, que permitiu calcular o diâmetro deste planeta. A descoberta foi depois confirmada pelo espectrógrafo HARPS⁷ (ESO), que através de observações com o método das velocidades radiais⁸ permitiu a determinação da sua massa e período orbital. Com dados da massa e do diâmetro, a equipa calculou a densidade do planeta, determinando que este será uma super Terra.

Para Nuno Cardoso Santos (IA & Universidade do Porto): “Já em 2018, instrumentos como o ESPRESSO e o CHEOPS, nos quais a equipa do IA está profundamente envolvida, vão certamente permitir descobrir mais planetas como este. Esta descoberta mostra que estamos no bom caminho, e que as apostas feitas são as corretas.”

As observações do HARPS permitiram ainda determinar que o LHS 1140b orbita a sua estrela 10 vezes mais próximo que a Terra orbita o Sol, completando uma órbita a cada 25 dias. Mas como a estrela é uma anã vermelha, mais fria e pequena do que o Sol, o planeta recebe cerca de metade da energia que a Terra recebe da nossa estrela. Por isso, a sua temperatura será provavelmente, suficientemente alta para que possa existir água líquida.

Este planeta parece ser um excelente candidato a futuros estudos para procurar sinais de vida. Embora atualmente a estrela rode mais lentamente e emita menos radiação de alta energia que outras estrelas de pequena massa, no início da sua vida seria uma estrela bem mais ativa, emitindo radiação capaz de destruir a água existente na atmosfera do planeta. Esse processo poderia levar a um efeito de estufa descontrolado semelhante ao que observamos em Vénus.

No entanto, o diâmetro do planeta indica que um escaldante oceano de magma pode ter existido à superfície durante milhões de anos, libertando vapor de água para a atmosfera durante tempo suficiente para continuar a abastecer a atmosfera com água. Essa água pode então ter passado ao estado líquido depois do planeta arrefecer, tornando-o potencialmente habitável.

A equipa estima que o LHS 1140b terá pelo menos 5 mil milhões de anos, um diâmetro de quase 18 mil quilómetros (cerca de 1,4 vezes maior que o da Terra), mas terá uma massa 6,6 vezes maior do que da Terra. A sua densidade é por isso também superior à da Terra, o que sugere que este seja rochoso, com um denso núcleo de Ferro.

A equipa irá realizar em breve observações com o Telescópio Espacial Hubble, para determinar com precisão a quantidade de radiação que atinge o LHS 1140b, o que irá definir com maior exatidão os limites de habitabilidade do planeta.

Este planeta será um alvo ideal para observações detalhadas das atmosferas de exoplanetas, a serem realizadas pela próxima geração de telescópios, como o Telescópio Espacial James Webb, a ser lançado em 2018, ou com os telescópios terrestres gigantes, como o E-ELT (ESO), a partir de 2024.

NOTAS

1. O artigo “A temperate rocky super-Earth transiting a nearby cool star” foi publicado na revista Nature, Vol. 544, issue 7650, 20 april 2017 (DOI: 10.1038/nature22055)
2. A equipa é composta por Jason A. Dittmann (Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Jonathan M. Irwin (Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, USA), David Charbonneau (Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Xavier Bonfils (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble - Université Grenoble-Alpes / CNRS, France), Nicola Astudillo-Defru (Observatoire de Genève, Switzerland), Raphaëlle D. Haywood (Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Zachory K. Berta-Thompson (University of Colorado, USA), Elisabeth R. Newton (MIT, USA), Joseph E. Rodriguez (Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Jennifer G. Winters (Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Thiam-Guan Tan (Perth Exoplanet Survey Telescope, Australia), Jose-Manuel Almenara (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble - Université Grenoble-Alpes / CNRS, France; Observatoire de Genève, Switzerland), François Bouchy (Aix Marseille Université, France), Xavier Delfosse ( Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble - Université Grenoble-Alpes / CNRS, France), Thierry Forveille (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble - Université Grenoble-Alpes / CNRS, France), Christophe Lovis (Observatoire de Genève, Switzerland), Felipe Murgas (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble - Université Grenoble-Alpes / CNRS, France; IAC, Spain), Francesco Pepe (Observatoire de Genève, Switzerland), Nuno C. Santos (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço & Universidade do Porto, Portugal), Stephane Udry (Observatoire de Genève, Switzerland), Anaël Wünsche (CNRS/IPAG, France), Gilbert A. Esquerdo (Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, USA), David W. Latham (Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, USA) and Courtney D. Dressing (Caltech, USA).
3. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a maior unidade de investigação na área das Ciências do Espaço em Portugal, integrando investigadores da Universidade do Porto e da Universidade de Lisboa, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação que a Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) encomendou à European Science Foundation (ESF). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (UID/FIS/04434/2013), POPH/FSE e FEDER através do COMPETE 2020.
4. Uma super Terra é um tipo de exoplaneta, com uma massa compreendida entre 1 e 10 vezes a massa da Terra, embora o termo possa ser generalizado para planetas até à massa de Urano (cerca de 15 vezes a massa da Terra).
5. O projeto MEarth é um rastreio que usa telescópios robóticos para observar estrelas anãs M (anãs vermelhas) até 100 anos-luz de distância, à procura de planetas semelhantes à Terra. Tem dois observatórios, sendo o MEarth-South composto por oito telescópios de 40 cm, situados no Observatório Inter-Americano de Cerro-Tololo, no Chile.
6. O Método dos Trânsitos consiste na medição da diminuição da luz de uma estrela, provocada pela passagem de um exoplaneta à frente dessa estrela (algo semelhante a um micro-eclipse). Através de um trânsito é possível determinar apenas o raio do planeta. Este método é complicado de usar, porque exige que o(s) planeta(s) e a estrela estejam exatamente alinhados com a linha de visão do observador. Como exemplo da dificuldade destas observações, seria como medir a pequena diminuição na luz de um candeeiro a 2 km de distância, devido à passagem de um mosquito em frente à lâmpada, e com isso tentar saber o tamanho e a cor das asas do mosquito.
7. O HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, ou pesquisador de planetas de alta resolução por velocidades radiais) é um espectrógrafo de alta resolução, instalado no telescópio ESO de 3,6 metros do observatório de La Silla (Chile). Deteta variações de velocidade inferiores a 4 km/h (ou aproximadamente a velocidade de uma pessoa a caminhar).
8. O Método das Velocidades Radiais deteta exoplanetas medindo pequenas variações na velocidade (radial) da estrela, devidas ao movimento que a órbita desses planetas imprime na estrela. A título de exemplo, a variação de velocidade que o movimento da Terra imprime no Sol é de apenas 10 cm/s (cerca de 0,36 km/h). Com este método é possível determinar o valor mínimo da massa do planeta. No entanto, em conjunto com o método dos trânsitos, é possível determinar a massa real.

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