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Exoplaneta rochoso com atmosfera detetado na “vizinhança” do Sistema Solar
2015 novembro 11

Imagem artística, com o planeta GJ 1132b no canto inferior esquerdo, e a estrela anã vermelha GJ 1132 ao centro. Na imagem é visível a potencial atmosfera deste planeta rochoso. (Crédito: Dana Berry/CfA)Nuno Cardoso Santos

Uma equipa internacional1, da qual faz parte o investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA2) Nuno Cardoso Santos, anunciou hoje na revista Nature3, a descoberta do exoplaneta GJ 1132b, que os investigadores julgam ser semelhante a Vénus, a apenas 39,14 anos-luz de distância.

O planeta GJ 1132b recebe 19 vezes mais radiação da sua estrela do que a Terra recebe do Sol, mas a estrela GJ 1132 é uma anã vermelha (também designadas anãs M), com 20% do tamanho do Sol, e por isso calcula-se que a temperatura do planeta estará apenas entre 135º C e 305 º C. Esta temperatura é muito mais baixa do que a de qualquer outro exoplaneta rochoso conhecido.

Apesar da temperatura ser demasiado elevada para que exista água líquida no planeta, permite ainda a presença de uma atmosfera. Devido à sua proximidade, se existir uma atmosfera, será possível para telescópios atuais e da próxima geração (como o telescópio espacial James Webb, ou o E-ELT do ESO), observarem e caracterizarem a atmosfera deste planeta.

Desta forma será possível saber a influência que as forças de maré e a intensa atividade estelar das anãs vermelhas têm sobre a evolução de atmosferas do tipo terrestre, algo que terá impacto a longo prazo na procura de vida em planetas que orbitam este tipo de estrelas.

O GJ 1132b foi descoberto através do método dos trânsitos4, com observações do observatório MEarth-South5. Desta forma a equipa determinou o diâmetro do planeta, que mais tarde foi confirmado com observações do TRAPPIST6 e do PISCO7.

Para determinar a massa do planeta, que em conjunto com o diâmetro permite calcular a densidade e com isso determinar a sua composição rochosa, a equipa aplicou o método das velocidades radiais8 a observações efetuadas com o espectrógrafo HARPS9 (ESO).

Para Nuno Santos (IA e Universidade do Porto): “Esta descoberta mostra a importância de ter a capacidade para complementar observações de trânsitos com medidas de velocidades radiais, uma complementaridade que será fundamental para o sucesso de missões futuras como o PLATO2.0, da ESA”.

Todas estas observações permitiram determinar que o planeta tem 1,6 vezes a massa e 1,2 vezes o diâmetro da Terra, e orbita a sua estrela em apenas 1,6 dias, a uma distância de 2,25 milhões de quilómetros (por comparação, Mercúrio orbita o Sol a cerca de 55 milhões de quilómetros).

Dada a sua proximidade, “Este planeta será um alvo favorito dos astrónomos durante anos”, acrescenta o primeiro autor do artigo, Zachory Berta-Thompson (MIT).

Notas
    1. A equipa é formada por Zachory K. Berta-Thompson, Jonathan Irwin, David Charbonneau, Elisabeth R. Newton, Jason A. Dittmann, Nicola Astudillo-Defru, Xavier Bonfils, Michaël Gillon, Emmanuël Jehin, Antony A. Stark, Brian Stalder, Francois Bouchy, Xavier Delfosse, Thierry Forveille, Christophe Lovis, Michel Mayor, Vasco Neves, Francesco Pepe, Nuno C. Santos, Stéphane Udry & Anaël Wünsche.
    2. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a maior unidade de investigação na área das Ciências do Espaço em Portugal, englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação que a Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) encomendou à European Science Foundation (ESF).
    3. O artigo “A rocky planet transiting a nearby low-mass star” foi publicado na revista Nature de 12 de novembro 2015 (DOI: 10.1038/nature15762)
    4. O Método dos Trânsitos consiste na medição da diminuição da luz de uma estrela, provocada pela passagem de um exoplaneta à frente dessa estrela (algo semelhante a um micro-eclipse). Através de um trânsito é possível determinar apenas o diâmetro do planeta. Este método é complicado de usar, porque exige que o(s) planeta(s) e a estrela estejam exatamente alinhados com a linha de visão do observador.
    5. O projeto MEarth é uma survey que usa telescópios robóticos para observar estrelas anãs M (anãs vermelhas) até 100 anos-luz de distância, à procura de planetas semelhantes à Terra. Tem dois observatórios, sendo o MEarth-South composto por oito telescópios de 40 cm, situados no Observatório Inter-Americano de Cerro-Tololo, no Chile.
    6. O TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope, ou pequeno telescópio para planetas que transitam e planetésimos) é um telescópio robótico Belga, de 60 cm, situado no observatório de La Silla do ESO (Chile). Este telescópio dedica-se à deteção e caracterização de exoplanetas, além do estudo de cometas e outros pequenos corpos no nosso Sistema Solar.
    7. O PISCO (Parallel Imager for Southern Cosmology Observations, ou camara paralela para observações cosmológicas austrais) é um instrumento multibanda instalado no Magellan Clay Telescope.
    8. O Método das Velocidades Radiais deteta exoplanetas medindo pequenas variações na velocidade (radial) da estrela, devidas ao movimento que a órbita desses planetas imprime na estrela. A título de exemplo, a variação de velocidade que o movimento da Terra imprime ao Sol é de apenas 10 cm/s (cerca de 0,36 km/h). Com este método é possível determinar o valor mínimo da massa do planeta. No entanto, em conjunto com o método dos trânsitos, é possível determinar a massa real.
    9. O HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, ou pesquisador de planetas de alta resolução por velocidades radiais) é um espectrógrafo de alta resolução, instalado no telescópio ESO de 3,6 metros do observatório de La Silla (Chile). Deteta variações de velocidade inferiores a 4 km/h (ou aproximadamente a velocidade de uma pessoa a caminhar).
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