Novas observações de um famoso planeta TRAPPIST-1 deram mais uma vez aos cientistas pistas tentadoras de que o mundo pode (ou não) ter uma atmosfera capaz de sustentar água líquida adequada à vida.
TRAPPIST-1e é um dos sete exoplanetas do tamanho da Terra compactados em torno de um planeta frio. anã vermelha Menor e mais escuro que o nosso Sol, que está a cerca de 40 anos-luz de distância. Opera dentro da “zona habitável” do sistema, onde as temperaturas poderiam permitir a existência de água líquida – mas apenas se o planeta tiver uma atmosfera. Primeiro Telescópio Espacial James Webb (João Oeste) observações até sugeriram uma possível atmosfera, revelando assinatura fraca de metanoNa Terra, é produzido por organismos vivos e está ligado à química complexa da lua envolta em névoa de Saturno, Titã.
“Com base no nosso trabalho recente, acreditamos que os indícios iniciais de uma atmosfera relatados anteriormente são mais prováveis de ser ‘ruído’ vindo da estrela hospedeira,” disse Sukrit Ranjan, professor assistente no Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, num relatório. declaração. “No entanto, isso não significa que o TRAPPIST-1e não tenha atmosfera – só precisamos de mais dados.”
O novo artigo utiliza simulações computacionais detalhadas para testar se TRAPPIST-1e pode realmente sustentar uma atmosfera rica em metano, semelhante à de Titã. Acontece que o metano em mundos que orbitam pequenas anãs vermelhas ativas como TRAPPIST-1 seria destruído mais rapidamente do que em Titã – demasiado rápido para que qualquer processo geológico razoável o pudesse reabastecer.
As últimas descobertas são baseadas em dois documento O artigo publicado em setembro analisou as observações de 2023 do JWST sobre o TRAPPIST-1e. Durante quatro trânsitos separados do planeta através da superfície da estrela, o instrumento Near Infrared Spectrometer (NIRSpec) do JWST registou mudanças subtis na luz estelar que poderiam, em princípio, revelar a química da atmosfera. Estes dados são consistentes com uma atmosfera dominada por azoto e metano e sem dióxido de carbono, descartando efetivamente uma atmosfera semelhante à de Vénus ou de Marte.
Mas existem diferenças significativas nos diferentes sinais de trânsito, sugerindo que as medições estão contaminadas pela própria estrela. TRAPPIST-1 é menor, mais fria e mais escura que o nosso Sol, e é fria o suficiente para que moléculas de gás, incluindo metano, possam se formar na própria atmosfera da estrela.
“Relatamos sinais de metano, mas a questão era: ‘O metano vem da atmosfera do planeta ou de moléculas na estrela hospedeira?'”, Disse Ranjan no comunicado.
No artigo, Ranjan e sua equipe simularam quanto tempo o metano realmente sobreviveria no ambiente TRAPPIST-1e. Eles descobriram que o metano de Titã pode persistir de 10 a 100 milhões de anos, enquanto o metano de TRAPPIST-1e dura apenas cerca de 200 mil anos. O estudo aponta que o planeta recebe muito mais radiação ultravioleta do que Titã, fazendo com que o metano se decomponha milhares de vezes mais rápido.
Os investigadores dizem que isto torna altamente improvável que os cientistas capturassem a Terra durante uma fase rica em metano, a menos que o metano fosse reabastecido a uma taxa extrema e contínua. A manutenção de níveis semelhantes aos de Titã exigiria que o TRAPPIST-1e ultrapassasse Titã na produção de metano, um cenário incrível que exigiria vulcanismo global ininterrupto, libertações catastróficas de metano do interior gelado ou constante ressurgimento do planeta. O estudo observa que mesmo sob hipóteses generosas, estes processos não podem explicar completamente o fornecimento de metano necessário.
Portanto, a equipe concluiu que são necessárias análises mais rigorosas e observações adicionais para determinar se TRAPPIST-1e tem uma atmosfera e se os indícios preliminares de metano do JWST se originam do planeta ou são simplesmente um produto da estrela.
“O argumento básico para o TRAPPIST-1e é: se tem atmosfera, então é habitável”, disse Ranjan no comunicado. “Mas agora, a primeira pergunta deve ser: ‘Existe uma atmosfera?'”
Apesar dos desafios, TRAPPIST-1e continua a ser um dos mundos potencialmente habitáveis mais promissores fora do sistema solar. No entanto, o JWST foi concebido antes da descoberta dos primeiros exoplanetas e atingiu os limites da sua sensibilidade quando se trata de sondar as atmosferas de planetas do tamanho da Terra.
Ferramentas futuras podem ajudar a desvendar sinais confusos. NASA em breve Pandora A missão, com lançamento previsto para 2026, observará estrelas e planetas simultaneamente para distinguir melhor as características estelares e atmosféricas.
Os investigadores também planeiam realizar uma rara observação de trânsito duplo, na qual TRAPPIST-1e e o planeta mais interno TRAPPIST-1b passam juntos pela estrela. TRAPPIST-1b não tem atmosfera, portanto, comparar o seu sinal “limpo” com o de TRAPPIST-1e poderia revelar quais características pertencem à estrela e quais, se houver, vêm da atmosfera de TRAPPIST-1e, disseram os cientistas.
“Essas observações nos permitirão separar o que a estrela está fazendo do que está acontecendo na atmosfera do planeta – se houver”, disse Ranjan.
O artigo sobre esses resultados é publicar Publicado no Astrophysical Journal Letters em 3 de novembro.
