A detecção de um mundo potencialmente rochoso em torno de uma estrela vizinha abre perspetivas inéditas para a caracterização atmosférica de exoplanetas. Esta descoberta, realizada por uma colaboração internacional, posiciona um objeto celeste singular como o alvo privilegiado dos futuros instrumentos de observação. A sua proximidade relativa com o nosso Sistema Solar torna-o um objeto de estudo excecional para a próxima geração de telescópios.
O exoplaneta GJ 251 c, situado a apenas 18 anos-luz da Terra, representa um caso particularmente promissor na busca de planetas habitáveis. Os astrónomos determinaram que este objeto possui uma massa várias vezes superior à do nosso planeta e evolui plenamente na zona temperada da sua estrela hospedeira. Estas características tornam-no um candidato de eleição para investigações mais aprofundadas sobre a eventual presença de água líquida à superfície.
Uma equipa internacional de cientistas, incluindo investigadores da Penn State, qualificou o exoplaneta GJ 251 c de "super-Terra", pois os dados sugerem uma composição rochosa semelhante à da Terra e uma massa quase quatro vezes superior.
Crédito: Ilustração da Universidade da Califórnia em Irvine. Uma deteção pelo efeito Doppler
A identificação de GJ 251 c resulta da análise minuciosa das variações de velocidade radial da sua estrela. Os investigadores exploraram dados que abrangem mais de duas décadas de observações, combinados com medições de alta precisão obtidas graças ao espectrógrafo HPF. Este instrumento inovador capta as ínfimas oscilações estelares induzidas pela atração gravitacional dos planetas em órbita.
O método das velocidades radiais permitiu distinguir o sinal do exoplaneta entre o "ruído" gerado pela atividade magnética da estrela. Os cientistas desenvolveram modelos computacionais para isolar a assinatura periódica correspondente a uma órbita de 54 dias. Esta abordagem estatística confirmou a existência do corpo celeste com um alto grau de confiança.
A validação definitiva do planeta exigiu a utilização complementar do espetrómetro NEID, demonstrando a importância das colaborações instrumentais. Estas tecnologias de ponta operam no domínio do infravermelho, onde as perturbações estelares são atenuadas. A sua precisão inigualável permite a deteção de variações de velocidade inferiores a alguns metros por segundo.
Perspetivas de observação direta
A posição favorável de GJ 251 c torna-a uma candidata ideal para a imagem direta com o futuro telescópio TMT. Os espelhos gigantes deste observatório, atualmente em desenvolvimento, possuirão a resolução angular necessária para distinguir o planeta da sua estrela hospedeira. Esta separação espacial permitirá analisar separadamente a luz de cada objeto.
As observações diretas abrirão caminho para a espetroscopia atmosférica do exoplaneta. Os cientistas poderão procurar a presença de vapor de água, dióxido de carbono ou outros marcadores químicos indicativos de habitabilidade. A determinação da composição atmosférica constituirá uma etapa determinante na avaliação do potencial biológico deste mundo.
A comunidade astronómica considera esta descoberta um marco importante em vista das missões de caracterização planetária. Os dados recolhidos orientarão a conceção dos programas de observação do TMT e de outros observatórios de classe mundial. O estudo aprofundado de GJ 251 c poderá estabelecer novos padrões metodológicos para a análise de exoplanetas temperados.
Concretamente, por que razão este planeta é qualificado como "potencialmente habitável"?
Três critérios principais, deduzidos da sua estrela e da sua órbita, permitem aos astrónomos qualificar GJ 251 c como "potencialmente habitável".
Em primeiro lugar, a sua posição orbital situa-se na zona temperada da sua estrela, também chamada "zona habitável". Trata-se da região onde a energia recebida da estrela permite, em teoria, que a água exista no estado líquido à superfície de um planeta, sob uma pressão atmosférica adequada. A água líquida é considerada um ingrediente indispensável para a vida tal como a conhecemos.
Em segundo lugar, os dados de massa sugerem que este planeta é muito provavelmente rochoso, com uma superfície sólida semelhante à da Terra, de Marte ou de Vénus. Uma superfície sólida é outro critério considerado favorável ao surgimento e ao desenvolvimento da vida, em oposição aos planetas gigantes gasosos como Júpiter.
Em terceiro lugar, a sua estrela hospedeira, uma anã vermelha madura chamada GJ 251, oferece um ambiente relativamente estável durante períodos muito longos. Ao contrário das anãs vermelhas jovens muito ativas e propensas a erupções violentas, esta estrela mais calma oferece um quadro onde uma atmosfera planetária poderia potencialmente manter-se e permitir que condições favoráveis perduram.
É importante notar que "potencialmente habitável" não significa "habitado". Esta designação indica apenas que as condições físicas básicas poderiam estar reunidas. A presença real de água líquida e de uma atmosfera adequada permanece por confirmar através de futuras observações.
Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: The Astronomical Journal