Um super exoplaneta na zona habitável da sua estrela foi descoberto a menos de 20 anos-luz de distância, colocando-o no topo da lista dos melhores locais para procurar vida fora do nosso sistema solar.
O planeta, chamado GJ 251c, orbita anã vermelha Estrela 18.2 anos-luz longe nas constelações Gêmeos,gêmeo. A massa do planeta é quatro vezes maior que a da Terra terrenotornando-o uma “super-Terra” – um planeta rochoso maior e mais massivo que o nosso.
Na zona habitável, às vezes chamada zona Cachinhos Douradosas condições são ideais para a existência de água líquida na superfície de um planeta com uma atmosfera adequada.
GJ 251c foi descoberto graças a mais de 20 anos de observações, durante os quais os cientistas procuraram ligeiras oscilações na estrela-mãe do mundo causadas pela gravidade do planeta. À medida que uma estrela se aproxima e se afasta ligeiramente de nós, vemos uma mudança Doppler na sua velocidade radial, que pode ser medida com um espectrógrafo.
Entende-se que existe outro planeta no sistema, GJ 251b, que foi descoberto em 2020 e orbita sua estrela a cada 14 dias a uma distância de 7,6 milhões de milhas (12,2 milhões de quilômetros). Usando dados arquivados de telescópios de todo o mundo, uma equipe de astrônomos, incluindo Mahadevan, conseguiu melhorar a precisão das medições da velocidade radial do planeta GJ 251b.
A equipe então combinou esses dados precisos com novas observações de alta precisão do Habitable Zone Planet Explorer (HPF), o espectrômetro infravermelho próximo do Telescópio Hobby-Eberly no Observatório McDonald, no Texas. Isto revelou um segundo sinal planetário pertencente a um mundo de quatro massas terrestres que orbita a estrela a cada 54 dias. Medições subsequentes com o espectrógrafo NEID no telescópio WIYN de 3,5 metros no Observatório Nacional Kitt Peak, no Arizona, confirmaram isso.
Embora pareça simples, na verdade, os desafios de detectar este planeta são enormes.
Estrela As bolhas de convecção estão constantemente caindo e agitando-se à medida que rompem suas superfícies visíveis e as proeminências são lançadas no espaço. Isto cria um fundo ruidoso da chamada atividade asterossísmica, que aparece como linhas com desvio Doppler no espectro da estrela. Escolher o sinal de velocidade radial com deslocamento Doppler a partir deste ruído é complicado e requer uma modelagem extensiva da aparência do sinal planetário.
“É um jogo difícil tentar suprimir a atividade da estrela e ao mesmo tempo medir seus sinais sutis, extraindo-os do que é essencialmente o caldeirão da magnetosfera espumosa na superfície da estrela”, disse Mahadevan.
Agora que entendemos o planeta, os astrônomos podem planejar observações futuras.
GJ 251c pode estar um pouco longe de sua estrela Telescópio Espacial James Webb (JWST) procura sinais da atmosfera circundante. Os telescópios de 30 metros da próxima geração poderão ser capazes de detectar a atmosfera de um planeta procurando a luz reflectida na sua superfície ou atmosfera, mas isso pode exigir o Observatório do Mundo Habitável, um telescópio espacial gigante com lançamento previsto para a década de 2040, para caracterizar completamente o GJ 251c.
“Estamos na vanguarda da tecnologia e da análise com este sistema”, disse Corey Beard, da Universidade da Califórnia, em Irvine, que esteve envolvido no estudo. “Precisamos de telescópios de próxima geração para obter imagens diretas deste candidato.”
Embora Mahadevan descreva GJ 251c como “um dos melhores candidatos para encontrar assinaturas atmosféricas de vida”, referindo-se à forma como procuraríamos assinaturas biológicas em atmosferas planetárias, ainda há um elefante na sala: a sua estrela.
36% a massa do nosso sola estrela GJ 251 é uma anã vermelha. Os astrónomos descobriram agora uma série de planetas rochosos nas zonas habitáveis de estrelas anãs vermelhas, incluindo Proxima Centauri b, TRAPPIST-1e e f, e Teegarden b. No entanto, as anãs vermelhas são conhecidas por terem um temperamento ruim que desmente sua estatura diminuta, e emitem regularmente chamas poderosas que, com o tempo, Tirar a atmosfera de um planeta. Por exemplo, observações JWST dos três planetas internos Trapista-1 Nenhuma evidência de uma atmosfera foi encontrada, e as observações até o momento do quarto planeta e Incerto. Alguns astrônomos estão agora cada vez mais céticos TerraMundos semelhantes poderiam florescer em torno de estrelas anãs vermelhas.
A vantagem do GJ 251c é que ele está um pouco mais distante de sua estrela do que outros planetas da zona habitável encontrados em torno de anãs vermelhas. Isto ocorre porque a sua estrela é ligeiramente maior do que outras estrelas e, portanto, mais quente, empurrando ainda mais a zona habitável. GJ 251c pode estar suficientemente longe da sua estrela para evitar o seu pior temperamento e, se tiver uma atmosfera espessa e um forte campo magnético planetário, poderá resistir aos ventos estelares da estrela que destroem a sua atmosfera.
No entanto, isso permanece especulação neste momento. “Fizemos uma descoberta emocionante”, disse Mahadevan, “mas ainda há muito que aprender sobre este planeta”.
A descoberta foi publicada no Astronomical Journal em 23 de outubro.
