O Telescópio Espacial Kepler da NASA mudou radicalmente a nossa visão do enorme número de exoplanetas que orbitam outras estrelas em nossa galáxia, mas quantos são adequados para a vida entre eles?
Hoje estamos queimando com um enorme desejo de entender quais dos mais de 1000 planetas descobertos pelo Telescópio Espacial Kepler são habitáveis. Eles estão perto o suficiente da sua estrela? Como suas superfícies refletem a luz? Quão tendenciosas são suas órbitas?
O novo documento, que foi reconhecido pelo Astrophysical Journal e publicado anteriormente no site arxiv.org, propõe levar em conta todos esses fatores e classificar os planetas de acordo com seu “índice de habitabilidade”.
Isso ajudará a priorizar quais planetas devem ser considerados mais de perto, diz Rory Barnes, pesquisador e professor de astronomia da Universidade de Washington. Ele discutiu com o Discovery News como esse índice funcionará.
Principais recursos
Diagrama do que acontece com a curva de luz de uma estrela quando o planeta passa em frente a ela
Quando um exoplaneta passa na frente de uma estrela e pode ser observado através de um telescópio, por exemplo Kepler, então quatro características principais são visíveis, como Barnes diz: o período orbital (quanto tempo leva para contornar a estrela), a duração da transição (quanto tempo leva para para fazer a transição), a profundidade de transição (quanta luz está bloqueada) e o tempo entre as transições.
"Apenas esses dados não são suficientes para tirar conclusões sobre a habitabilidade", diz Barnes. "Não estamos falando sobre massa, raio e brilho da estrela - essas são as coisas que definitivamente precisamos saber sobre os planetas" em questão "." Isso geralmente significa que os dados de conversão não são suficientes. Os astrônomos obtêm informações mais detalhadas observando o balanço da estrela enquanto o planeta orbita em torno dela. Este método é conhecido como o método de velocidade radial. Isso fornece informações adicionais, por exemplo, sobre a massa de exoplanetas e a órbita planetária.
Passo 1: Inspecione as estrelas brilhantes
Ilustração artística de TESS (satélite, examinando exoplanetas de transição) e planetas passando em frente a uma estrela
Em 2017 ou 2018, o satélite que examina exoplanetas transientes (TESS) da NASA começará a explorar planetas passando em frente a estrelas brilhantes. Se a estrela estiver perto da Terra, mais informações estarão disponíveis para nós simplesmente porque é maior no visor do que o tamanho da estrela, ou porque é mais brilhante, por exemplo, através da astrossismologia, a ciência dos "terremotos de estrelas".
"Este é um dos maiores benefícios da TESS", disse Barnes. "O satélite TESS observa as estrelas próximas que são muito mais brilhantes, para que possamos usar métodos mais complexos."
Etapa 2: introduza os modelos climáticos
Esta ilustração da arte ilustra o exoplaneta OGLE-2005-BLG-390L b, que se estima ter uma temperatura de superfície de apenas 50 Kelvin (-370 graus Fahrenheit, ou -223 graus Celsius)
Você pode usar vários parâmetros que estão disponíveis para nós - a quantidade de luz que está bloqueada, o tamanho da órbita - para ver quanta radiação atinge o planeta.
O problema, no entanto, é que também precisamos saber quanta luz um planeta pode refletir. O gelo reflete mais luz do que a água ou a terra. Isso significa que um planeta de gelo terá uma temperatura de superfície menor do que um planeta com muita água. Pela massa do planeta, nem sempre é claro se é gasoso (como Netuno) ou rochoso (como Terra), ou algo mediano. Isso torna os cálculos ainda mais complicados.
Etapa 3: excentricidade atual
Este esquema do Sistema Solar mostra o quanto as órbitas dos planetas anões de Plutão e Eris são deslocadas em comparação com outros planetas.
Mas há outra grande questão: quanto é que a órbita do planeta mudou? É quase impossível determinar de acordo com os dados de conversão sem ter outras informações.
Se o planeta estiver próximo de sua estrela, mais radiação atingirá sua superfície. Se o planeta estiver longe de sua estrela, a radiação será menor. Se um planeta se move abruptamente muito perto de uma estrela, então se afasta uma longa distância, a quantidade de radiação também muda drasticamente.
"Isso é algo como uma dança entre albedo e excentricidade, que determina em grande parte o quão residencial é o planeta", disse Barnes. "A excentricidade é mais fácil de determinar se existem vários planetas no sistema, já que você pode ver como suas órbitas interagem umas com as outras."
Índice de habitabilidade
O índice de habitabilidade classificará planetas como o Kepler-62F, uma pequena super-Terra, como mostrado nesta imagem artística.
Barnes e seus colegas derivaram uma fórmula pela qual é muito provável determinar se um planeta em particular merece um estudo mais detalhado. Seu índice de habitabilidade é o produto de certos componentes planetários que possibilitam a criação de um mundo habitado: radiação estelar caindo na superfície, deslocamento orbital (excentricidade), albedo e rochoso.
Ele recomenda usar a fórmula da seguinte forma:
- Os dados de transição podem enganar você: parece que existe um planeta lá, quando na verdade é apenas uma covinha de luz que aparece devido a manchas na estrela. Você deve usar um método alternativo para confirmar a presença de um planeta. Por exemplo, o método de velocidade radial, isto é, observar as oscilações da estrela;
- Assim que você obtiver mais dados após as medições usando o método de velocidade radial, como excentricidade, exponha os planetas de acordo com um esquema de classificação. Aqueles com as características mais favoráveis devem ser examinados através de um maior número de telescópios, a fim de obter informações mais confiáveis;
Ele espera que os astrônomos que usam o TESS, o telescópio James Webb (que está chegando em breve), e outras ferramentas, possam tornar suas pesquisas por habitabilidade mais eficazes, aplicando um índice.
"Os recursos necessários para explorar podem ser significativos, especialmente para os menores planetas", disse Barnes. "Nosso esquema de classificação ajudará a destacar mais candidatos prioritários para testar sua habitabilidade".
