Astônomos encontram exoplaneta com água

Astrônomos detectaram moléculas de água na atmosfera de um pequeno exoplaneta, a 97 anos-luz da Terra, utilizando o Telescópio Espacial Hubble. Denominado GJ 9827d, o planeta possui cerca do dobro do diâmetro da Terra e é o menor exoplaneta encontrado com vapor d’água na atmosfera.

Embora a presença de água seja crucial para a vida como a conhecemos, o planeta não é propício para abrigar formas de vida devido às altas temperaturas que transformariam uma atmosfera rica em água em vapor escaldante. Os astrônomos ainda não conseguiram determinar completamente a natureza da atmosfera desse mundo incomum, mas essa descoberta abre caminho para investigações adicionais, auxiliando na compreensão das origens de planetas além do nosso sistema solar.

Os resultados do estudo foram publicados em um relatório. “A presença de água em um planeta tão pequeno é uma descoberta notável”, afirmou a coautora do estudo, Laura Kreidberg, diretora de física atmosférica de exoplanetas no Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, na Alemanha. “Isso nos aproxima mais do que nunca de caracterizar verdadeiramente mundos semelhantes à Terra.”

Entretanto, o GJ 9827d atinge temperaturas de 427 ºC, tornando-o um mundo vaporoso e inóspito, tão quente quanto Vênus. “Esta seria a primeira vez que podemos mostrar diretamente, por meio de uma detecção atmosférica, que esses planetas com atmosferas ricas em água podem realmente existir ao redor de outras estrelas”, disse o coautor do estudo, Björn Benneke, professor no Instituto Trottier de Pesquisa em Exoplanetas da Universidade de Montreal.

Atualmente, a equipe de pesquisa não pode confirmar se o Hubble identificou vestígios de vapor d’água em uma atmosfera inchada rica em hidrogênio ou se o planeta possui uma atmosfera rica em água devido à evaporação da atmosfera original de hidrogênio e hélio do GJ 9827d pela estrela hospedeira.

“Nosso programa de observação foi projetado especificamente com o objetivo de não apenas detectar as moléculas na atmosfera do planeta, mas também procurar especificamente vapor d’água”, explicou o autor principal do estudo, Pierre-Alexis Roy, estudante de doutorado no Instituto Trottier da Universidade de Montreal.

O planeta foi inicialmente descoberto pela missão Kepler da NASA, que observou o GJ 9827d orbitando uma estrela anã vermelha na constelação de Peixes em 2017. O exoplaneta completa uma órbita ao redor desta estrela a cada 6,2 dias. Astrônomos observaram o GJ 9827d durante 11 trânsitos, quando o planeta passou na frente de sua estrela durante a órbita, ao longo de três anos. A luz estelar filtrada através da atmosfera do planeta ajudou a medir a assinatura de moléculas de água.

“Até agora, não tínhamos conseguido detectar diretamente a atmosfera de um planeta tão pequeno. E agora estamos lentamente entrando nesse regime”, disse Benneke. “Em algum momento, à medida que estudamos planetas menores, deve haver uma transição onde não há mais hidrogênio nesses pequenos mundos, e eles têm atmosferas mais parecidas com a de Vênus (dominada por dióxido de carbono).”

Compreender mais sobre a atmosfera do planeta poderia ajudar os astrônomos a classificar GJ 9827d e entender melhor sua formação. Atualmente, a equipe tem duas teorias possíveis.

O planeta pode ser um mini-Netuno com uma atmosfera rica em hidrogênio que contém vapor d’água. Se for o caso, GJ 9827d provavelmente se formou a uma maior distância da estrela hospedeira do que sua localização atual, significando que o planeta era mais frio, e a água estava presente na forma de gelo, semelhante a Netuno e Urano, os planetas mais distantes em nosso sistema solar. À medida que o planeta foi migrando para mais perto da estrela e sendo bombardeado por mais radiação estelar, o hidrogênio aqueceu e escapou, ou ainda está escapando, dizem os pesquisadores.

Alternativamente, os astrônomos suspeitam que GJ 9827d poderia ser uma versão mais quente da lua gelada Europa de Júpiter, que contém um oceano sob uma crosta espessa de gelo. O planeta pode ser composto por metade água e metade rocha, afirmou Benneke.

A água é uma das moléculas mais comuns encontradas no universo, e por anos, os astrônomos a incluíram na busca por vida além da Terra. “Observar água é uma porta de entrada para encontrar outras coisas”, disse Thomas Greene, astrofísico no Centro de Pesquisa Ames da NASA no Vale do Silício da Califórnia. “Essa descoberta do Hubble abre a porta para futuros estudos desses tipos de planetas pelo Telescópio Espacial James Webb. O JWST pode ver muito mais com observações adicionais no infravermelho, incluindo moléculas que contêm carbono, como monóxido de carbono, dióxido de carbono e metano. Uma vez que tenhamos um inventário total dos elementos de um planeta, podemos compará-lo com a estrela que orbita e entender como ele se formou.”

Os astrônomos já observaram GJ 9827d com o telescópio Webb em busca de água e outros tipos de moléculas, e esses dados serão compartilhados no futuro. “Mal podemos esperar para ver o que esses dados revelarão”, disse Kreidberg. “Esperamos que agora possamos resolver a questão dos mundos aquáticos de uma vez por todas.”