Cientistas descobriram um exoplaneta do tipo super-Terra a apenas 18 anos-luz de distância.

Um novo candidato a exoplaneta acaba de ganhar destaque e pode vir a ser um dos mundos mais promissores para procurar sinais de vida extraterrestre.

GJ 251c: uma super-Terra a 18 anos-luz, na zona habitável

O objeto em causa está relativamente perto em termos cósmicos: a cerca de 18 anos-luz de distância. Chama-se GJ 251c e trata-se de uma super-Terra com uma massa mínima estimada em aproximadamente 3,84 vezes a massa da Terra.

O que mais entusiasma os astrónomos é o facto de este candidato se encontrar na zona habitável da sua estrela - uma região orbital “na medida certa”, nem demasiado próxima nem demasiado distante, onde as temperaturas podem permitir água no estado líquido.

“O exoplaneta está na zona habitável, ou ‘Zona de Goldilocks’, à distância certa da sua estrela para que possa existir água líquida à superfície, caso tenha a atmosfera adequada”, explica o astrónomo Suvrath Mahadevan, da Universidade Estatal da Pensilvânia.

Porque é que a zona habitável e um planeta rochoso importam tanto

Embora os cientistas ainda estejam a tentar compreender a combinação exacta de factores que torna um planeta capaz de gerar vida, há alguns critérios gerais que ajudam a filtrar os melhores alvos antes de análises mais detalhadas.

Entre os primeiros pontos avaliados, destacam-se dois:

• se o planeta terá uma composição sólida e rochosa, semelhante à da Terra (o único mundo onde sabemos, sem dúvida, que existe vida);
• se está a uma distância da estrela onde as temperaturas podem manter água líquida, muitas vezes descrita como o “solvente da vida”.

O curioso é que, apesar de já existirem milhares de mundos detectados, exoplanetas que preencham simultaneamente estes dois requisitos continuam a ser relativamente raros. E quando um deles está suficientemente perto para observações detalhadas, torna-se um alvo especialmente valioso.

“O que torna [GJ 251c] particularmente valioso é a proximidade da sua estrela hospedeira, a apenas cerca de 18 anos-luz”, afirma o astrónomo Paul Robertson, da Universidade da Califórnia, em Irvine. “Em termos cósmicos, é praticamente aqui ao lado.”

Universidade da Califórnia, Irvine · Podcast da UC Irvine: Estudar um exoplaneta próximo

A estrela GJ 251 e a sua zona habitável mais “apertada”

O planeta orbita uma estrela chamada GJ 251, uma anã vermelha com cerca de um terço da massa e do diâmetro do Sol. Por ser mais pequena e mais fria, a sua zona habitável fica muito mais perto da estrela do que a do Sistema Solar.

Essa proximidade pode, na prática, facilitar a detecção de mundos nessa região: os planetas completam órbitas mais curtas, o que ajuda a identificar e a combinar (“empilhar”) sinais provenientes de várias passagens orbitais ao longo do tempo.

Como GJ 251c foi identificado: sinais gravitacionais e um segundo mundo

Uma equipa de astrónomos liderada por Corey Beard, da Universidade da Califórnia, em Irvine, escolheu a estrela GJ 251 para observações focadas na procura de mundos próximos e de baixa massa que pudessem vir a ser bons candidatos para imagem direta.

A escolha não foi aleatória. A estrela já era conhecida por hospedar um exoplaneta, GJ 251b - também uma super-Terra, com cerca de 3,85 massas terrestres, e uma órbita de 14,2 dias. No entanto, esse planeta está demasiado perto da estrela para ser considerado potencialmente habitável. Além disso, já existiam mais de 20 anos de dados acumulados sobre GJ 251, um histórico precioso para comparar sinais antigos e novos.

Para complementar esse registo, os investigadores recolheram observações novas e de maior resolução, destinadas a medir os pequenos movimentos da estrela causados pela “puxada” gravitacional de planetas em órbita. Para grande satisfação da equipa, os dados não só confirmaram o sinal do planeta já conhecido, como também revelaram evidências de um segundo mundo com um período orbital de 53,6 dias - precisamente dentro da zona habitável.

O que ainda não sabemos sobre GJ 251c

Apesar do entusiasmo, ainda há muito por determinar. A forma como o planeta influencia gravitacionalmente a estrela permite estimar a sua massa, mas como não transita (não passa em frente da estrela do nosso ponto de vista), torna-se muito difícil medir o seu diâmetro e, por consequência, inferir outras propriedades sem observações adicionais.

Em termos práticos, isto significa que GJ 251c permanece, por agora, um candidato muito interessante, mas com características físicas incompletas: sabemos que é um planeta de massa baixa a moderada (para padrões exoplanetários), mas ainda não temos acesso directo ao seu tamanho e composição com a precisão desejada.

GJ 251c e a imagem direta: um alvo de grande interesse

A boa notícia é que GJ 251c é visto como um excelente candidato para campanhas futuras de imagem direta - abordagens em que os astrónomos tentam estudar o planeta não apenas pelos efeitos que provoca na estrela, mas através da observação do próprio exoplaneta.

Este tipo de observação é exigente, mas o campo está a aproximar-se rapidamente de uma fase em que novas tecnologias podem abrir uma era mais produtiva na caracterização de mundos distantes.

“Estamos na linha da frente da tecnologia e dos métodos de análise com este sistema”, afirma Beard. “Embora a descoberta seja estatisticamente bastante significativa, ainda estamos a determinar o estatuto do planeta devido às incertezas dos nossos instrumentos e métodos. Precisamos da próxima geração de telescópios para obter imagem direta deste candidato, mas também precisamos de investimento da comunidade.”

O que a próxima geração de telescópios poderá revelar

Estamos muito perto de dispor de instrumentos capazes de investigar se GJ 251c tem uma atmosfera que retenha calor o suficiente para permitir oceanos de água líquida à superfície - um passo essencial para avaliar o seu potencial de habitabilidade.

“Embora ainda não possamos confirmar a presença de uma atmosfera ou de vida em GJ 251c, o planeta representa um alvo promissor para exploração futura”, acrescenta Mahadevan. “Fizemos uma descoberta empolgante, mas ainda há muito a aprender sobre este planeta.”

Um ponto adicional: anãs vermelhas e os desafios para a habitabilidade

O facto de GJ 251c orbitar uma anã vermelha torna o cenário cientificamente fascinante - e também mais complexo. Muitas anãs vermelhas podem apresentar actividade magnética intensa, com emissões energéticas que, dependendo da força e frequência, podem afectar a estabilidade de uma atmosfera planetária ao longo do tempo. Por isso, além da distância à estrela, será crucial perceber como GJ 251c interage com o ambiente espacial do seu sistema.

Outro aspecto a considerar é que órbitas próximas em torno de estrelas pequenas podem aumentar a probabilidade de o planeta ficar com rotação sincronizada (um lado permanentemente voltado para a estrela). Isso não elimina automaticamente a possibilidade de água líquida, mas pode influenciar fortemente a circulação atmosférica e o clima - exactamente o tipo de detalhe que futuras medições espectroscópicas e de imagem direta poderão ajudar a esclarecer.

Publicação do estudo

A investigação foi publicada no Jornal Astronómico.