Ciência

Descobertos três planetas extrassolares com água. Um deles é rochoso e tem apenas metade da massa de Vénus

5 agosto 2021 9:08

Esquema que compara o sistema planetário L98-59 (em cima) com o Sistema Solar interior (Mercúrio, Vénus e Terra). A escala a meio indica a temperatura em graus Kelvin àquela distância. Zero graus Celsius é igual a 273 graus Kelvin

foto eso/l. calçada/m. kornmesser

Uma equipa internacional com vários investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço detetou cinco planetas na zona habitável à volta de uma estrela a 35 anos-luz de distância da Terra

5 agosto 2021 9:08

Um planeta extrassolar, ou exoplaneta, com metade da massa de Vénus - o mais leve de sempre a ser medido utilizando a técnica da velocidade radial - um mundo oceânico e um possível planeta na zona habitável, foram descobertos apenas a 35 anos-luz de distância da Terra à volta da estrela L98-59, por uma equipa de astrónomos internacional liderada por Olivier Demangeon, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e do Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto.

A equipa, que publicou nesta quinta-feira um artigo sobre a descoberta na revista científica “Astronomy & Astrophysics”, utilizou o instrumento ESPRESSO do Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), localizado no deserto de Atacama, no Chile, para lançar nova luz sobre estes exoplanetas, que se assemelham aos planetas interiores do nosso Sistema Solar (Mercúrio, Vénus e Terra). Portugal é um dos Estados-membros do ESO.

“Este é o exoplaneta com a menor massa medido com o Método das Velocidades Radiais, sendo ainda menor do que a Terra”, explica Susana Barros, também investigadora do IA e da Universidade do Porto, acrescentando que “esta medição só foi possível devido aos muitos anos de melhorias dos instrumentos e das técnicas de análise de dados, para as quais os membros do IA deram contribuições importantes”. 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. Com este método é possível determinar o valor mínimo da sua massa.

Água no estado líquido

A equipa de astrónomos descobriu um quarto planeta e suspeita-se ainda da presença de um quinto na zona de habitabilidade, isto é, a zona à distância certa da estrela para que possa conter água no estado líquido à sua superfície. “Encontrámos pistas que apontam para a presença de um planeta do tipo terrestre situado na zona de habitabilidade deste sistema”, esclarece Olivier Demangeon.

Estes resultados são um importante avanço na busca de vida em planetas do tamanho da Terra fora do Sistema Solar. A deteção de sinais da presença de vida, as chamadas bioassinaturas, depende muito da capacidade de os astrónomos estudarem a sua atmosfera. No entanto, os telescópios atuais não têm ainda diâmetro suficiente para atingir a resolução necessária para que se possa levar a cabo este tipo de estudo em pequenos planetas rochosos. O sistema planetário L98-59 é, por isso, um bom alvo para futuras observações de atmosferas de exoplanetas.

A equipa utilizou o instrumento ESPRESSO para estudar o sistema L 98-59 e conseguiu inferir que três dos planetas podem conter água no seu interior ou na sua atmosfera. Os dois planetas mais próximos da estrela são provavelmente secos, mas podem ainda conter pequenas quantidades de água. O terceiro planeta poderá ter até cerca de 30% da sua massa em água, parecendo por isso ser um mundo de oceanos.

Desafiar os limites na deteção de planetas

Para o investigador principal da equipa de Sistemas Planetários do IA, Nuno Cardoso Santos, “o ESPRESSO foi construído justamente para podermos ter resultados como este e desafiar os limites na deteção de outros mundos”. Todo o investimento feito “está agora a dar frutos e é importante ver que a equipa portuguesa está na liderança destes resultados”.

Os astrónomos avistaram pela primeira vez três dos planetas do sistema L 98-59 em 2019, utilizando o satélite TESS da NASA, através do chamado Método dos Trânsitos, que consiste na medição da diminuição da luz de uma estrela provocada pela passagem de um exoplaneta à sua frente, algo semelhante a um micro-eclipse. Através de um trânsito é possível determinar apenas o raio do planeta, o seu tamanho. No entanto, foi apenas adicionando dados de velocidades radiais obtidos pelo instrumento ESPRESSO e pelo seu precursor, o HARPS, que Olivier Demangeon e a sua equipa conseguiram encontrar mais planetas neste sistema e medir as massas e os raios dos três primeiros. “Se quisermos saber como é constituído um planeta precisamos, pelo menos, de conhecer a sua massa e o seu raio”, explica o investigador do IA.

A equipa espera continuar a estudar este sistema com o futuro telescópio espacial James Webb da NASA, Agência Espacial Europeia (ESA) e Agência Espacial Canadiana. Também o Extremely Large Telescope (ELT) do ESO, atualmente em construção no deserto de Atacama, no Chile, que começará a funcionar em 2027, será ideal para o estudo destes planetas. “O instrumento HIRES, a ser montado no ELT, terá a capacidade de estudar as atmosferas de alguns dos planetas do sistema L98-59, complementando assim, a partir do solo, o Telescópio Espacial James Webb”, afirma María Rosa Zapatero Osorio, astrónoma do Centro de Astrobiologia de Madrid e coautora do artigo científico publicado, acrescentando que "o planeta rochoso com metade da massa de Vénus agora descoberto na zona habitável, pode ter uma atmosfera capaz de proteger e suportar a vida". E sem “a precisão e estabilidade fornecidas pela ESPRESSO esta medição não teria sido possível", constata a astrónoma espanhola, sublinhando que "este é um passo em frente na nossa capacidade de medir as massas dos planetas mais pequenos para além do Sistema Solar".

“Temos andado à procura de planetas do tipo terrestre desde que a astronomia nasceu”, conta Olivier Demangeon. “Agora estamos a aproximarmo-nos cada vez mais da deteção de um planeta terrestre na zona habitável da sua estrela onde é possível estudar a sua atmosfera”.

A participação do IA no ESPRESSO faz parte de uma estratégia mais abrangente para promover a investigação de exoplanetas em Portugal, através da construção, desenvolvimento e definição científica de vários instrumentos e missões espaciais, como a missão Cheops (ESA), já em órbita. Esta estratégia irá continuar durante os próximos anos, com o lançamento do telescópio espacial PLATO (ESA), a missão Ariel (ESA) e a instalação do espectrógrafo HIRES no ELT, que será o maior telescópio da próxima geração.