Descoberto exoplaneta que pode ser totalmente coberto por água

 Representação artística do exoplaneta TOI-1452 b, um pequeno planeta que pode estar inteiramente coberto por um oceano profundo. Crédito: Benoit Gougeon, Universidade de Montreal

Uma equipe internacional de pesquisadores liderada por Charles Cadieux, doutorando da Universidade de Montreal (Canadá) e membro do Institute for Research on Exoplanets (iREx), anunciou a descoberta do TOI-1452 b, um exoplaneta que orbita uma das duas pequenas estrelas de um sistema binário localizado na constelação de Draco, a cerca de 100 anos-luz da Terra. Em artigo que apresenta a descoberta, publicado na revista The Astronomical Journal, Cadieux e sua equipe descrevem as observações que elucidaram a natureza e as características desse exoplaneta único.

Ligeiramente maior em tamanho e massa do que a Terra, o exoplaneta está localizado a uma distância de sua estrela em que sua temperatura não seria nem muito quente nem muito fria para a existência de água líquida em sua superfície. Os astrônomos acreditam que poderia ser um “planeta oceânico”, um planeta completamente coberto por uma espessa camada de água, semelhante a algumas das luas de Júpiter e Saturno.

“Estou extremamente orgulhoso desta descoberta porque mostra o alto calibre de nossos pesquisadores e instrumentação”, disse René Doyon, professor da Universidade de Montreal e diretor do iREx e do Observatoire du Mont-Mégantic (OMM). “É graças ao OMM, um instrumento especial projetado em nossos laboratórios chamado SPIRou e um método analítico inovador desenvolvido por nossa equipe de pesquisa que conseguimos detectar esse exoplaneta único.”

Papel crucial

Foi o telescópio espacial TESS, da Nasa, que examina todo o céu em busca de sistemas planetários próximos ao nosso, que colocou os pesquisadores no rastro desse exoplaneta. Com base no sinal do TESS, que mostrou uma ligeira diminuição no brilho a cada 11 dias, os astrônomos previram um planeta cerca de 70% maior que a Terra.

Charles Cadieux pertence a um grupo de astrônomos que faz observações de acompanhamento de candidatos identificados pelo TESS para confirmar seu tipo e características de planeta. Ele usa a PESTO, uma câmera instalada no telescópio do OMM desenvolvida pelo professor David Lafrenière, da Universidade de Montreal, e por seu doutorando François-René Lachapelle.

“O OMM desempenhou um papel crucial na confirmação da natureza desse sinal e na estimativa do raio do planeta”, explicou Cadieux. “Essa não foi uma verificação de rotina. Tivemos de ter certeza de que o sinal detectado pelo TESS era realmente causado por um exoplaneta orbitando TOI-1452, a maior das duas estrelas nesse sistema binário.”

Alta resolução

Muito menor que o nosso Sol, a estrela hospedeira TOI-1452 é uma das duas estrelas de tamanho similar no sistema binário. Essas estrelas orbitam uma à outra e estão separadas por uma distância tão pequena – 97 unidades astronômicas, ou cerca de duas vezes e meia a distância entre o Sol e Plutão – que o telescópio TESS as vê como um único ponto de luz. Mas a resolução do PESTO é alta o suficiente para distinguir os dois objetos, e as imagens mostraram que o exoplaneta orbita a TOI-1452, o que foi confirmado através de observações subsequentes de uma equipe japonesa.

Para determinar a massa do planeta, os pesquisadores observaram o sistema com o SPIRou, um instrumento instalado no Telescópio Canadá-França-Havaí no Havaí (EUA). Projetado em grande parte no Canadá, o SPIrou é ideal para estudar estrelas de baixa massa, como a TOI-1452, porque opera no espectro infravermelho, em que essas estrelas são mais brilhantes. Mesmo assim, foram necessárias mais de 50 horas de observação para estimar a massa do planeta, que se acredita ser quase cinco vezes a da Terra.

Um mundo aquático

O exoplaneta TOI-1452 b é provavelmente rochoso como a Terra, mas seu raio, massa e densidade sugerem um mundo muito diferente do nosso. A Terra é essencialmente um planeta muito seco; embora às vezes o chamemos de Planeta Azul porque cerca de 70% de sua superfície é coberta pelo oceano, a água na verdade representa apenas uma fração insignificante de sua massa – menos de 1%.

A água pode ser muito mais abundante em alguns exoplanetas. Nos últimos anos, os astrônomos identificaram e determinaram o raio e a massa de muitos exoplanetas com tamanho entre o da Terra e Netuno (cerca de 3,8 vezes maior que a Terra). Alguns desses planetas têm uma densidade que só pode ser explicada se uma grande fração de sua massa for composta de materiais mais leves do que aqueles que compõem a estrutura interna da Terra, como a água. Esses mundos hipotéticos foram apelidados de “planetas oceânicos”.

“O TOI-1452 b é um dos melhores candidatos a planeta oceânico que encontramos até hoje”, disse Cadieux. “Seu raio e massa sugerem uma densidade muito menor do que se esperaria para um planeta que é basicamente composto de metal e rocha, como a Terra.”

Mykhaylo Plotnykov e Diana Valencia, da Universidade de Toronto (Canadá), são especialistas em modelagem de interiores de exoplanetas. Sua análise do TOI-1452 b mostra que a água pode representar até 30% de sua massa, uma proporção semelhante à de alguns satélites naturais em nosso Sistema Solar, como as luas de Júpiter Ganimedes e Calisto, e as luas de Saturno Titã e Encélado.

Observações adicionais

Um exoplaneta como o TOI-1452 b é um candidato perfeito para observação adicional com o Telescópio Espacial James Webb. É um dos poucos planetas temperados conhecidos que exibem características consistentes com um planeta oceânico. Está perto o suficiente da Terra para que os pesquisadores possam estudar sua atmosfera e testar essa hipótese. E, por um golpe de sorte, está localizado em uma região do céu que o telescópio pode observar o ano todo.

“Nossas observações com o Telescópio Webb serão essenciais para uma melhor compreensão do TOI-1452 b”, disse René Doyon. “Assim que pudermos, reservaremos tempo no Webb para observar esse mundo estranho e maravilhoso.”

Fonte: Revista Planeta