Mundos aquáticos: duas super-Terras podem ser “planetas água”

Quinta-feira | 19 de janeiro, 2023

“Terra! Planeta Água”. Este é o refrão da canção “Planeta Água”, do cantor e compositor Guilherme Arantes, lançada em 1983. Talvez, a beleza azulada do nosso planeta visto do espaço tenha inspirado o brasileiro. O refrão é repetido seis vezes na letra original, mas no Universo estão sendo descobertos planetas com volume de água milhares de vezes o da Terra. A composição poetica nos embala, a visão espacial – projetada artisticamente – é fascinante.

Uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Montreal encontrou evidências de que dois exoplanetas orbitando uma estrela anã vermelha são “mundos aquáticos”, onde a água compõe uma grande fração de deles. Esses mundos, localizados em um sistema planetário a 218 anos-luz de distância na constelação de Lyra, são diferentes de quaisquer planetas já encontrados em nosso sistema solar.

A equipe, liderada por Caroline Piaulet , do Trottier Institute for Research on Exoplanets da Universidade de Montreal, publicou um estudo detalhado desse sistema planetário, conhecido como Kepler-138, na revista Nature Astronomy em 15 de dezembro de 2022.

Sistema Kepler

Piaulet e colegas observaram os exoplanetas Kepler-138 c e Kepler-138 d com o Hubble da NASA e os telescópios espaciais aposentados Spitzer e descobriram que os planetas podem ser compostos em grande parte por água. Esses dois planetas e um companheiro planetário menor mais próximo da estrela, Kepler-138 b, foram descobertos anteriormente pelo Telescópio Espacial Kepler da NASA. O novo estudo também encontrou evidências de um quarto planeta.

Exoplanetas Kepler-138 c e d

A água não foi detectada diretamente em Kepler-138 c e d, mas comparando os tamanhos e massas dos planetas com os modelos, os astrônomos concluem que uma fração significativa de seu volume – até a metade – deve ser feita de materiais que são mais leve que a rocha, mas mais pesados que o hidrogênio ou o hélio (que constituem a maior parte dos planetas gigantes gasosos como Júpiter). O mais comum desses materiais candidatos é a água.

Revelações

“Antes pensávamos que planetas um pouco maiores que a Terra eram grandes bolas de metal e rocha, como versões ampliadas da Terra, e é por isso que os chamamos de super-Terras”, explicou Björn Benneke, coautor do estudo e professor de astrofísica na Universidade de Montreal. “No entanto, agora mostramos que esses dois planetas, Kepler-138 c e d, são bastante diferentes em natureza e que uma grande fração de todo o seu volume é provavelmente composta de água. É a melhor evidência até agora para mundos aquáticos, um tipo de planeta que foi teorizado pelos astrônomos como existindo por um longo tempo.”

Cientistas se surpreendem

Com volumes superiores a três vezes o da Terra e massas duas vezes maiores, os planetas c e d têm densidades muito mais baixas que a Terra. Isso é surpreendente porque a maioria dos planetas apenas um pouco maiores que a Terra que foram estudados em detalhes até agora pareciam ser mundos rochosos como o nosso. A comparação mais próxima, dizem os pesquisadores, seria algumas das luas geladas no sistema solar externo, que também são compostas em grande parte por água em torno de um núcleo rochoso.

“Imagine versões maiores de Europa ou Encélado, as luas ricas em água orbitando Júpiter e Saturno, mas muito mais próximas de suas estrelas”, explicou Piaulet. “Em vez de uma superfície gelada, eles abrigariam grandes envelopes de vapor d’água.”

Esta é uma ilustração artística mostrando uma seção transversal da Terra (à esquerda) e do exoplaneta Kepler-138 d (à direita). Assim como a Terra, este exoplaneta tem um interior composto por metais e rochas (porção marrom), mas Kepler-138 d também possui uma espessa camada de água de alta pressão em várias formas: água supercrítica e potencialmente líquida nas profundezas do planeta e um extenso envelope de vapor de água (tons de azul) acima dele. Essas camadas de água representam mais de 50% de seu volume, ou uma profundidade de cerca de 1.243 milhas (2.000 quilômetros). A Terra, em comparação, tem uma fração insignificante de água líquida com uma profundidade média do oceano inferior a 2,5 milhas (4 quilômetros). Créditos: Benoit Gougeon (Universidade de Montreal)