Um novo modelo computacional que simula a evolução das atmosferas planetárias descobriu que a água pode ter sobrevivido em alguns planetas do fascinante sistema planetário.
Por anos, os cientistas têm debatido sobre as chances de vida existir em sete planetas fascinantes que orbitam a estrela Trappist-1, o sistema planetário mais famoso além do nosso próprio sistema. A razão? Embora vários desses planetas orbitem na zona habitável de sua estrela, a região ao redor de um corpo estelar onde a água líquida pode existir devido às temperaturas adequadas, esses mundos nem sempre foram tão confortáveis.
No passado, os exoplanetas de Trappist-1 estavam sujeitos a condições muito mais severas porque sua estrela-mãe costumava ser muito mais quente. Durante essas centenas de milhões de anos abrasadores, qualquer água que possa ter sido aprisionada nas rochas desses planetas teria evaporado e se dissipado no espaço, como os cientistas pensavam anteriormente. Isso, é claro, arruinaria a chance dos planetas de Trappist-1 desenvolverem vida como a conhecemos.
No entanto, um novo estudo, baseado em uma técnica de modelagem inovadora da evolução das atmosferas planetárias, sugere que nem tudo está perdido para a vida nos exoplanetas de Trappist-1.
Franck Selsis, um astrônomo da Universidade de Bordeaux, na França, e seus colegas não tinham a intenção de provar que o intrigante sistema de exoplanetas parecidos com a Terra, orbitando uma estrela pequena e fria a apenas 40 anos-luz da Terra, poderia abrigar vida. Em vez disso, eles estavam frustrados com a natureza rudimentar dos modelos existentes de atmosferas planetárias ricas em água. Eles queriam criar algo mais realista — algo que levasse em consideração as condições atmosféricas reais desses planetas e não apenas um conjunto de suposições teóricas.
Desenvolver atmosferas enormemente ricas em água é um passo crucial na evolução de mundos com oceanos. Assim, entender essas atmosferas de maneira mais detalhada pode ajudar os cientistas a delimitar com mais precisão onde a vida no universo poderia existir. De acordo com teorias atuais, quando os planetas se formam, sua água está contida em suas rochas. No entanto, devido ao vulcanismo intenso nos primeiros anos desses planetas em formação, essa água evapora para a atmosfera. Quando as condições são adequadas, o vapor de água tem a oportunidade de condensar e formar um oceano líquido no qual a vida pode emergir. Mas o momento exato em que as condições estão certas ainda é uma questão em aberto.
“No passado, quando modelávamos essas atmosferas, estávamos fazendo uma aproximação muito forte, que consistia em dizer que essas atmosferas são convectivas. Isso significa que a radiação estelar é depositada bem profundamente perto da superfície do planeta, e a maneira como a energia sobe e sai é por meio do movimento convectivo”, disse Selsis.
“O ar quente sobe, o ar frio desce e assumimos que essa é a principal forma de transportar a energia para fora da atmosfera e depois irradiar para o espaço”, continuou ele. “Isso simplifica muito nossa vida, porque quando a convecção é a força motriz principal em uma atmosfera, conhecemos o gradiente de temperatura, sabemos como a temperatura varia com a pressão. Isso tem a ver com o tipo de gás que você adiciona à atmosfera.”
Mas as coisas não são tão simples em planetas reais.
A opacidade do gás que envolve um planeta muda com a altitude, afetando a quantidade de calor que fica retida no interior e a quantidade que escapa para o espaço exterior, explicou Selsis. Por muito tempo, os cientistas não conseguiram modelar nenhuma dessas variáveis. As mudanças de opacidade e seus efeitos em outros processos na atmosfera permaneceram um mistério. Isso levou Selsis e seus colegas a suspeitarem que os resultados de simulações anteriores, que não incluíam tais informações, poderiam estar errados.
“Não estávamos completamente satisfeitos com a suposição convectiva”, disse Selsis. “Uma razão para isso é que, com atmosferas muito profundas, haverá pouca luz atingindo a superfície. Provavelmente não o suficiente para impulsionar a convecção.”
Aqui é onde entra o sistema Trappist-1. Modelos anteriores mostraram que planetas com atmosferas ricas em água que recebem apenas cerca de 10% mais luz solar do que a Terra desenvolvem rapidamente um efeito estufa intenso, um processo de retenção de calor facilitado por certos gases, que está infamemente causando as mudanças climáticas na Terra. Como o vapor d’água é um potente gás de efeito estufa, à medida que a água continua a evaporar das rochas de um planeta e a concentração de vapor d’água na atmosfera aumenta, a temperatura na superfície do planeta também sobe. Eventualmente, o planeta fica tão quente que sua crosta e manto se transformam em um oceano de magma, liberando qualquer água restante presa na rocha para a atmosfera.
Gradualmente, ao longo de bilhões de anos, à medida que poderosos ventos estelares açoitam o planeta, essa água atmosférica se dissipa no espaço. O irmão mais quente da Terra, Vênus, que orbita a 25 milhões de milhas (40 milhões de quilômetros) mais perto do Sol do que a Terra, pensava-se que tinha encontrado tal destino. O mesmo aconteceu com os planetas na zona habitável de Trappist-1. Embora a estrela Trappist-1 seja menor e mais fria do que a estrela no centro de nosso sistema solar, todos os sete de seus planetas orbitam a distâncias muito mais curtas do que a distância entre o Sol e Mercúrio, o planeta mais interno do sistema solar.
“As estrelas pequenas e vermelhas, como a Trappist-1, diminuem em luminosidade com o tempo”, disse Selsis. “Quando o sistema Trappist-1 se formou, os planetas que agora estão dentro da zona habitável, onde a água pode existir, estavam por centenas de milhões de anos muito mais irradiados do que estão hoje e isso significa que se eles tinham água, essa água teria evaporado.”
No entanto, o novo modelo desenvolvido por Selsis mostra que, embora as condições em todos esses planetas fossem indiscutivelmente infernais durante seus primeiros anos, elas podem não ter sido suficientemente quentes para derreter a crosta e o manto dos planetas em magma. Isso significa que uma quantidade considerável de água pode ter sobrevivido dentro das rochas, até os anos posteriores, quando a estrela-mãe esfriou. Portanto, oceanos de água líquida podem ter se formado nesses planetas, que hoje podem abrigar uma vida próspera.
A longo prazo, essas descobertas podem ter grandes implicações para nossas chances de encontrar vida fora de nosso sistema solar, pois estrelas pequenas e frias como a Trappist-1, chamadas anãs vermelhas, são de longe o tipo mais comum de estrela em nossa galáxia Via Láctea.
Eventualmente, os pesquisadores também afirmam que os resultados ajudarão os cientistas a interpretar melhor as descobertas do Telescópio Espacial James Webb, que, além de suas explorações do início do universo, está procurando traços de água em exoplanetas na Via Láctea.
O estudo foi publicado na quarta-feira (9 de agosto) na revista Nature.
Fonte: Space.com
Vivemos um momento único na história, um momento que ficará cravado como o início da expansão ao espaço. A humanidade começa a sair do berço terrestre para se aventurar e amadurecer como civilização espacial. Como fundador do Expansão Astronauta, desejo inspirar a todos que como eu, compreendem este momento.
