Nota de Imprensa

Astrónomos Encontram Mundo com Atmosfera Densa, Inóspita e com Coração Gelado

16 de Dezembro de 2009

Os astrónomos descobriram um segundo exoplaneta do tipo super-Terra [1], para o qual determinaram a massa e o raio, o que forneceu pistas vitais sobre a sua estrutura. É igualmente a primeira super-Terra onde foi encontrada uma atmosfera. O exoplaneta, que orbita uma pequena estrela a cerca de 40 anos-luz de distância, abre novas perspectivas na procura de mundos habitáveis. O planeta, GJ1214b, tem uma massa de cerca de seis vezes a massa terrestre e o seu interior é provavelmente constituído por gelo de água. A sua superfície parece ser relativamente quente e o planeta encontra-se envolvido por uma atmosfera densa, o que o torna inóspito para albergar formas de vida tais como as que conhecemos sobre a Terra.

No número desta semana da revista Nature, uma equipa de astrónomos anuncia a descoberta de um planeta em torno da estrela próxima de pequena massa GJ1214 [2]. É a segunda vez que uma super-Terra em trânsito é detectada, depois da recente descoberta do planeta Corot-7b [3]. Um trânsito ocorre quando a órbita do planeta está alinhada da tal maneira que o vemos atravessar a face da sua estrela-mãe. O recentemente descoberto planeta tem uma massa de cerca de seis vezes a massa da nossa casa terrestre e 2.7 vezes o seu raio, ficando em termos de tamanho entre a Terra e os gigantes gelados do Sistema Solar, Urano e Neptuno.

Embora a massa de GJ1214b seja similar à do Corot-7b, o seu raio é muito maior, o que sugere que a composição dos dois planetas seja muito diferente. Enquanto que Corot-7b tem provavelmente um núcleo rochoso e poderá estar coberto de lava, os astrónomos pensam que três quartos do GJ1214b seja composto por gelo de água, sendo o restante constituído por silício e ferro.

GJ1214b orbita a sua estrela em cerca de 38 horas a uma distância de apenas dois milhões de quilómetros - 70 vezes mais próximo da sua estrela do que a Terra está do Sol. “Estando tão perto da estrela hospedeira, o planeta deve ter uma temperatura à superfície de cerca de 200º Celsius, quente demais para que a água se encontre no estado líquido,” diz David Charbonneau, autor principal do artigo que apresenta esta descoberta.

Quando os astrónomos compararam o raio medido de GJ1214b com modelos teóricos  de planetas, descobriram que o raio observado excede a predição dos modelos: existe algo mais do que a superfície sólida do planeta a bloquear a luz da estrela - uma atmosfera circundante, com 200 km de espessura. “Esta atmosfera é muito mais espessa do que a da Terra, por isso a alta pressão e a ausência de luz excluem a possibilidade de vida, tal como a conhecemos,” diz Charbonneau, “mas estas condições são igualmente interessantes, uma vez que podem originar uma química bastante complexa.”

“Uma vez que o planeta é quente demais para manter uma atmosfera durante muito tempo, GJ1214b dá-nos a primeira oportunidade de estudar uma atmosfera recentemente formada, envolvendo um planeta que orbita outra estrela,” acrescenta o membro da equipa Xavier Bonfils. “Como o planeta se encontra bastante próximo de nós, será possível estudar a sua atmosfera mesmo com as infraestruturas de que dispomos actualmente.”

O planeta foi descoberto inicialmente como um objecto em trânsito, no seio do projecto MEarth, que segue cerca de 2000 estrelas de pequena massa no sentido de procurar trânsitos de exoplanetas [4]. Para confirmar a natureza planetária de GJ1214b e obter a sua massa (utilizando o chamado efeito Doppler), os astrónomos necessitaram de toda a precisão do espectrógrafo HARPS, montado no telescópio de 3.6 metros do ESO em La Silla. Sendo um instrumento com uma estabilidade sem precedentes e uma grande precisão, o HARPS é o mais bem sucedido descobridor de pequenos exoplanetas de todo o mundo.

“Esta é a segunda super-Terra para a qual a massa e o raio foram calculados, permitindo assim determinar a densidade e daí inferir sobre a sua estrutura interna,” acrescenta o co-autor Stephane Udry. “Em ambos os casos, os dados do HARPS foram essenciais para caracterizar o planeta.”

“As diferenças em composição entre estes dois planetas são relevantes na procura de mundos habitáveis,” conclui Charbonneau. Se os planetas super-Terra estão, em geral, envolvidos por uma atmosfera similar à de GJ1214b, poderá bem acontecer que sejam inóspitos ao desenvolvimento da vida, tal como a conhecemos sobre o nosso próprio planeta.

Notas

[1] Uma super-Terra é definida como um planeta com massa entre uma e dez vezes a massa da Terra. Um exoplaneta é um planeta que orbita uma estrela diferente do Sol.

[2] A estrela GJ1214 é cinco vezes mais pequena que o nosso Sol e intrinsicamente 300 vezes menos brilhante.

[3] Corot-7b é o mais pequeno e mais rápido (rotação em torno da sua estrela) exoplaneta conhecido. Tem uma densidade bastante semelhante à da Terra, o que sugere um mundo sólido, rochoso. Descoberto pelo satélite CoRoT como um objecto em trânsito, a sua verdadeira natureza foi revelada pelo HARPS (ESO 33/09).

[4] O projecto MEarth utiliza um conjunto de oito pequenos telescópios, cada um com um diâmetro de 40 cm, situados no topo do Mount Hopkins, Arizona, USA. MEarth procura estrelas que mudam de brilho. O objectivo é descobrir um planeta que passe em frente da sua estrela, ou seja, que se encontre em trânsito. Durante um tal mini-eclipse, o planeta bloqueia uma pequena parte da luz da estrela, tornando-a menos brilhante. A missão Kepler da NASA utiliza igualmente trânsitos para procurar planetas do tamanho da Terra em órbita de estrelas do tipo solar. No entanto, tais sistemas apenas diminuem de brilho de uma parte em dez milhares. A alta precisão necessária para determinar esta baixa de luminosidade significa que tais mundos podem apenas ser detectados a partir do espaço. Em contraste, uma super-Terra transitando uma pequena estrela anã vermelha  origina um maior aumento proporcional em brilho e consequentemente um sinal maior que pode ser detectado a partir do solo.

Informações adicionais

Este trabalho foi apresentado num artigo que sairá no número desta semana da revista Nature (“A Super-Earth Transiting a Nearby Low-Mass Star”, por David Charbonneau et al.).

A equipa é composta por David Charbonneau, Zachory K. Berta, Jonathan Irwin, Christopher J. Burke, Philip Nutzman, Lars Buchhave, David W. Latham, Ruth A. Murray-Clay, Matthew J. Holman, e Emilio E. Falco (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), Christophe Lovis, Stephane Udry, Didier Queloz, Francesco Pepe, e Michel Mayor (Observatoire de Genève, Suiça), Xavier Bonfils, Xavier Delfosse, e Thierry Forveille (Université Joseph Fourier — Grenoble 1/CNRS, LOAG, Grenoble, França), e Joshua N. Winn (Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, MIT, Cambridge, USA).

O ESO, o Observatório do Sul Europeu, é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 14 países: Áustria, Alemanha, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Itália, Holanda, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico, no visível, mais avançado do mundo. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio  ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 42 metros que observará na banda do visível e próximo infravermelho. O E-ELT será “o maior olho no céu do mundo”.

Links

• Artigo científico
• Mais informação: Exoplanet Media Kit (PDF)

Contactos

Stéphane Udry
Geneva University, Switzerland
Geneva, Switzerland
Tel: +41 22 379 2467
Email: stephane.udry@unige.ch

Xavier Bonfils
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 / CNRS, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), France
France
Tel: +33 47 65 14 215
Email: xavier.bonfils@obs.ujf-grenoble.fr

David Charbonneau
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Cambridge, USA
Tel: +1 617 496 6515
Email: dcharbon@cfa.harvard.edu

Margarida Serote (Contacto de imprensa em Portugal)
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso0950, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.