Que tipo de mundo é LHS 1140 b?

Seria de esperar uma relativa facilidade ao distinguir entre os vários tipos de planetas. Infelizmente, através dos telescópios, os mundos mais interessantes são extremamente parecidos com os mundos comparativamente aborrecidos. 

Um planeta bem estudado, LHS 1140 b, ilustra esta tensão: após uma reanálise de dados de arquivo, não está claro se o planeta tem um oceano potencialmente habitável à superfície, ou apenas uma fina camada de hidrogénio sobre uma superfície rochosa.   

Impressão de artista de luz a brilhar através do oceano num "mundo de água", possivelmente como LHS 1140 b. Crédito: NASA

Trabalhos anteriores

A estrela LHS 1140 tornou-se bastante popular entre os astrónomos exoplanetários nos últimos sete anos, e por boas razões. Embora não tão famosa quanto a sua irmã TRAPPIST-1, que rouba quase todas as atenções, LHS 1140 partilha muitas das mesmas propriedades que tornam TRAPPIST-1 tão atraente.

A pouco menos de 50 anos-luz de distância, está relativamente perto e é bastante brilhante; com apenas um-quinto da massa e do raio do Sol, é suficientemente leve para ser atraída por planetas minúsculos e suficientemente pequena para que esses planetas bloqueiem uma grande fração da sua luz durante os trânsitos. Todas estas características combinadas fazem de LHS 1140 uma excelente estrela hospedeira para os cientistas que procuram efetuar medições sensíveis.

Consequentemente, desde a descoberta dos seus dois planetas acompanhantes em 2017 e 2019 que LHS 1140 é observada com uma multitude de instrumentos. Quando analisados um a um, estes conjuntos de dados sugerem que os dois mundos, batizados criativamente à maneira típica dos exoplanetas como LHS 1140 b e LHS 1140 c, são um pouco maiores e mais massivos do que o nosso planeta, mas basicamente feitos da mesma combinação de rocha e metal. No entanto, todas estas observações ainda não tinham sido analisadas num único estudo conjunto.

Observações de quatro trânsitos de LHS 1140 b recolhidas pelo Telescópio Espacial Spitzer.   Crédito: Cadieux et al. 2024

Outro olhar

Charles Cadieux, da Universidade de Montreal, aceitou este desafio e liderou uma equipa para reprocessar quase todos os bytes de informação recolhida sobre estes mundos, numa tentativa de melhor restringir as suas massas e raios. E conseguiram-no: como dizem os autores, "os planetas de LHS 1140 estão [agora] entre os exoplanetas mais bem caracterizados até à data, com incertezas relativas de apenas 3% para a massa e 2% para o raio".

No entanto, a equipa não tinha o objetivo de reduzir as antigas barras de erro apenas por uma questão de precisão. Na verdade, o seu objetivo final era restringir a composição de cada planeta. Embora a sua análise tenha confirmado que LHS 1140 c é provavelmente uma super-Terra genérica, as suas novas medições colocaram LHS 1140 b numa estranha posição no que toca ao contexto dos seus parâmetros.

Descobriram que LHS 1140 b deve ter uma densidade inferior à da Terra, mas ainda assim muito superior à dos planetas gigantes. Depois de mais modelos, a equipa ficou com dois cenários muito diferentes para a forma como um planeta podia chegar a esta zona cinzenta intermédia.

Ou LHS 1140 b tem uma atmosfera muito leve e inchada de hidrogénio e hélio, sobreposta a uma superfície rochosa, ou, mais exoticamente, LHS 1140 b é um "mundo de água", provavelmente coberto de gelo com áreas de água líquida.

A massa e o raio dos planetas de LHS 1140, juntamente com contornos pertencentes a diferentes composições. LHS 1140 b está mesmo acima da linha rochosa, no limite da região com invólucro gasoso. Crédito: Cadieux et al. 2024

Um caminho em frente

Embora seja excitante ter um planeta potencialmente habitável no nosso quintal galáctico, os dados atuais, mesmo quando recolhidos com os melhores instrumentos e processados com as técnicas mais avançadas, são frustrantemente incapazes de distinguir entre os dois cenários.

Tecnicamente, há um caminho a seguir para resolver esta incerteza: os autores defendem corajosamente uma campanha de observação de 18 trânsitos com o Telescópio Espacial James Webb para confirmar uma atmosfera espessa e "amiga" da água. No entanto, com muitos planetas para onde apontar e uma abundância de galáxias para observar, não há garantias de que a comunidade decida dedicar tanto tempo a um só alvo. Talvez tenhamos de viver apenas com o indício de que existe um oceano extraterrestre na nossa vizinhança: uma ambiguidade amarga, mas inspiradora.

Fonte: Astronomia OnLine