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Concepção artística do sistema KELT-9. NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC
Cientistas descobriram um dos exoplanetas mais loucos já vistos. É um gigante de gás como o Júpiter do nosso Sistema Solar, mas viaja ao redor de sua estrela em apenas 1,5 dias, com uma superfície mais quente do que a maioria das estrelas.
O planeta orbita uma estrela ardente chamada KELT-9, que está a cerca de 650 anos-luz de distância. É a primeira vez que os astrônomos detectaram um planeta próximo de uma estrela tão quente, e isto é diferente de tudo que já vimos antes.
KELT-9b, o planeta em questão, é uma loucura flamejante. Sua superfície atinge cerca de 4.600 Kelvin no lado do dia. Para efeito de comparação, a superfície do nosso Sol tem cerca de 5.800 Kelvin, e até mesmo seu planeta mais próximo, Mercúrio, atinge apenas míseros 700 Kelvin na superfície.
A razão para este calor insano é a proximidade íntima que o gigante gasoso tem de sua estrela-mãe, o que em si está entre algumas das estrelas mais quentes já conhecidas, atingindo temperaturas de cerca de 10.170 Kelvin.
"Seria justo dizer que este planeta está mais quente do que pelo menos 80 por cento de todas as estrelas conhecidas, o que é alucinante", disse o astrônomo Jonti Horner, da Universidade de Southern Queensland, que não estava envolvido na pesquisa.
"Ele está essencialmente roçando à superfície de sua estrela, e a própria estrela é muito mais luminosa e muito mais quente do que o nosso Sol o que faz deste planeta o mais quente que já encontrado até hoje por um grande margem de comprimento de mais de mil graus"
Como um gigante gasoso, KELT-9b tem realmente 2,8 vezes a massa de Júpiter, mas apenas a metade é densa, uma vez que a sua atmosfera é constantemente atingida pelo intenso calor da estrela hospedeira.
"É um planeta tipicamente à base de massa, mas sua atmosfera é quase certamente diferente de qualquer outro planeta que já vimos apenas por causa da temperatura do seu lado do dia", disse um dos pesquisadores, o astrônomo Scott Gaudi de Ohio State University, em um comunicado de imprensa .
Na verdade, os pesquisadores estão surpresos que exista um planeta que receba tamanha quantidade de calor.
"Estou realmente surpreso de ver este planeta", disse o astrônomo da Universidade Swinburne Alan Duffy, que não estava envolvido no estudo.
"Porque quando você tem uma estrela tão grande e tão brilhante, a força de sua radiação é tão intensa que ela pode realmente explodir o material para longe dela. "
As duras condições nas imediações de KELT-9 são susceptíveis de tornar a vida deste recém-descoberto planeta, curta e cruel. A equipe estima que o planeta esteja perdendo pelo menos 10 milhões de quilos de massa por segundo (22 milhões de libras), possivelmente formando uma cauda semelhante ao que vemos em cometas.
Isso significa que, provavelmente, não vai demorar muito antes que do planeta desaparecer completamente, ou explodir em um núcleo de rocha sólida e estéril (embora ainda não saibamos se planetas como KELT-9b têm núcleos rochosos ou não).
O estudo foi co-autoria de uma equipe internacional de pesquisadores e astrônomos amadores, e de acordo com Horner, isto envolveu algumas observações realmente desafiadoras.
"Isto está empurrando para trás o limite do que podemos alcançar tecnologicamente, bem como o que sabemos que poderia estar lá fora", disse ele ao ScienceAlert. "Isto é inovador em muitas, muitas maneiras."
Os cientistas geralmente se concentram em encontrar exoplanetas em torno de estrelas menores, com pouco brilho, semelhantes ao nosso Sol, porque elas são mais fáceis de detectar e realizar a promessa de descobrir planetas habitáveis fora do nosso próprio canto da galáxia.
Mas este novo vislumbre infernal de KELT-9b amplia nossa compreensão do que poderia estar lá fora, e como os planetas nascem e destruídos.
"Isso significa que nós podemos ser talvez ainda mais audaciosos e imaginar que podemos ter planetas em torno de estrelas ainda maiores e mais brilhantes do que jamais esperavámos", disse Duffy.
Agora que eles fizeram essa descoberta fascinante, os pesquisadores esperam obter um melhor olhar para KELT-9b com outros telescópios em breve, incluindo o poderoso James Webb Space Telescope que a NASA vai lançar no próximo ano.
A descoberta foi relatada na Nature.
Por Matt Williams
Astrônomos estão fascinados com o sistema de Epsilon Eridani e com razão. Por um lado, este sistema estelar está em estreita proximidade com o nosso, a uma distância cerca de 10,5 anos-luz do Sistema Solar. Em segundo lugar, tem sido conhecido há algum tempo que ele contém dois cinturões de asteroides e um disco de detritos grandes. E em terceiro lugar, os astrônomos já suspeitavam há muitos anos que esta estrela também pode ter um sistema de planetas.
Acima de tudo isso, um novo estudo realizado por uma equipe de astrónomos indicou que Epsilon Eridani pode ser como o nosso próprio Sistema Solar era durante seus dias de juventude. Baseando-se na aeronave do sofia Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha (Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy - SOFIA) da NASA, a equipe realizou uma análise detalhada do sistema, que mostrou que ele tem uma arquitetura muito semelhante ao que os astrônomos acreditam que o Sistema Solar uma vez parecia.
Diagrama artístico que mostra a estrutura análoga do Sistema Eridani com o Sistema Solar. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Diagrama artístico que mostra a estrutura análoga do Sistema Eridani com o Sistema Solar. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Liderados por Kate Su - uma astrônoma associado com o Observatório Steward da Universidade do Arizona - a equipe inclui pesquisadores e astrônomos do Departamento de Física e Astronomia da Universidade do Estado de Iowa, o Instituto de Astrofísica e Observatório da Universidade de Jena (Alemanha) e o Jet Propulsion Laboratory e Ames Research Center da NASA.
Em seus estudos - cujos resultados foram publicados em The Astronomical Journal sob o título “The Inner 25 AU Debris Distribution in the Epsilon Eri System” - a equipe contou com dados obtidos do SOFIA, em Janeiro de 2015. Combinando modelos de computador detalhados e a pesquisa que durou anos, eles foram capazes de fazer novas determinações sobre a estrutura do disco de detritos.
Como já se referiu, os estudos anteriores do Eridani indicaram que o sistema está rodeado por anéis feitos de materiais que são basicamente sobras do processo de formação planetária. Tais anéis consistem de gás e poeira que acredita-se conter muitos pequenos corpos rochosos e gelados - como o Cinturão de Kuiper no Sistema Solar - que orbita o Sol além de Netuno.
Medidas cuidadosas do movimento do disco também indicaram que um planeta com quase a mesma massa que Júpiter circunda a estrela a uma distância comparável à distância de Júpiter ao Sol. No entanto, com base em dados anteriores obtidos pelo telescópio Spitzer da NASA, os cientistas não foram capazes de determinar a posição do material quente dentro do disco - ou seja, a poeira e gás - que deu origem a dois modelos.
No primeiro, o material quente é concentrado em dois anéis estreitos de detritos que orbitam a estrela a distâncias correspondentes, respectivamente, no principal cinturão de asteroides no nosso sistema solar. De acordo com este modelo, o maior planeta do sistema estaria provavelmente associado a uma cinturão adjacente de detritos. No segundo, o material quente não está concentrado em anéis no cinturão de asteroides, e não está associado com quaisquer planetas na região interna.
Aeronaves SOFIA da NASA antes de um voo em 2015 para observar uma estrela próxima. Crédito: Massimo Marengo.
Usando as novas imagens da SOFIA, Su e sua equipe foram capazes de determinar que o material quente em torno Epsilon Eridani é organizado como o primeiro modelo sugere. Em suma, o material é formado por um cinto estreito, em vez de um amplo disco contínuo. Como Su explicou em um comunicado da NASA à imprensa:
Estas observações foram feitas graças aos telescópios de Sofia, que têm um diâmetro maior do que Spitzer - 2,5 metros (100 polegadas) em comparação com os 0,85 m (33,5 polegadas) do Spitzer. Isto permitiu uma resolução muito maior, na qual a equipe usou para discernir detalhes dentro do sistema Epsilon Eridani que eram três vezes menor do que havia sido observado usando os dados do Spitzer.
Além disso, a equipe fez uso da poderosa câmera em infravermelho médio de SOFIA - ou Faint Object infraRed CAmera SOFIA Telescope (FORCAST). Este instrumento permitiu à equipe estudar as fortes emissões infravermelhas provenientes do material quente em torno da estrela que são, de outra maneira, indetectáveis por observatórios terrestres - com comprimentos de onda entre 25-40 microns.
A concepção deste artista do sistema Epsilon Eridani, o sistema estelar mais próximo de nós que estrutura se assemelha a um Sistema Solar jovem. Crédito: NASA / JPL / Caltech
Estas observações indicam, ainda, que o sistema de Epsilon Eridani é muito parecido com o nosso, ainda que de forma mais jovem. Além de ter cinturões de asteroides e um disco de detritos que é semelhante ao nosso Cinturão de Asteroides e o Cinturão de Kuiper, parece que ele provavelmente tem mais planetas à espera para serem encontrados dentro dos espaços entre eles. Como tal, o estudo deste sistema poderia ajudar os astrônomos a aprender coisas sobre a história do nosso próprio Sistema Solar.
No momento, mais estudos precisam ser realizados sobre este sistema de estrelas vizinhas, a fim de aprender mais sobre a sua estrutura e confirmar a existência de mais planetas. E espera-se que a implantação de instrumentos de última geração - como o Telescópio Espacial James Webb, programado para ser lançado em outubro de 2018 - seja extremamente útil a esse respeito.
“O prêmio no final desta estrada é entender a verdadeira estrutura de disco planetário Epsilon Eridani, e suas interações com os prováveis planetas que habitam seu sistema,” escreveu Marengo em um boletim informativo sobre o projeto. “SOFIA, por sua capacidade única de capturar a luz infravermelha no céu estratosférico seco, é o mais próximo que temos de uma máquina do tempo, revelando um vislumbre do passado antigo da Terra, observando o presente de uma vizinha jovem Sol.”
Leitura adicional: NASA, IAState, The Astronomical Journal
Traduzido e adaptado de Universe Today
Aeronaves SOFIA da NASA antes de um voo em 2015 para observar uma estrela próxima. Crédito: Massimo Marengo.
Usando as novas imagens da SOFIA, Su e sua equipe foram capazes de determinar que o material quente em torno Epsilon Eridani é organizado como o primeiro modelo sugere. Em suma, o material é formado por um cinto estreito, em vez de um amplo disco contínuo. Como Su explicou em um comunicado da NASA à imprensa:
A alta resolução espacial de Sofia combinada com a cobertura de comprimento de onda único e a impressionante dinâmica da câmera Forcast nos permitiu captar a emissão quente em torno Eps Eri, confirmando o modelo do material quente próximo à órbita do planeta Júpiter. Além disso, um objeto de massa planetária é necessário para bloquear a poeira a partir da zona exterior, semelhante ao que Netuno faz no nosso sistema solar. É realmente impressionante como Eps Eri, uma versão muito mais jovem do nosso sistema solar, é comparado com o nosso.”
Estas observações foram feitas graças aos telescópios de Sofia, que têm um diâmetro maior do que Spitzer - 2,5 metros (100 polegadas) em comparação com os 0,85 m (33,5 polegadas) do Spitzer. Isto permitiu uma resolução muito maior, na qual a equipe usou para discernir detalhes dentro do sistema Epsilon Eridani que eram três vezes menor do que havia sido observado usando os dados do Spitzer.
Além disso, a equipe fez uso da poderosa câmera em infravermelho médio de SOFIA - ou Faint Object infraRed CAmera SOFIA Telescope (FORCAST). Este instrumento permitiu à equipe estudar as fortes emissões infravermelhas provenientes do material quente em torno da estrela que são, de outra maneira, indetectáveis por observatórios terrestres - com comprimentos de onda entre 25-40 microns.
A concepção deste artista do sistema Epsilon Eridani, o sistema estelar mais próximo de nós que estrutura se assemelha a um Sistema Solar jovem. Crédito: NASA / JPL / Caltech
Estas observações indicam, ainda, que o sistema de Epsilon Eridani é muito parecido com o nosso, ainda que de forma mais jovem. Além de ter cinturões de asteroides e um disco de detritos que é semelhante ao nosso Cinturão de Asteroides e o Cinturão de Kuiper, parece que ele provavelmente tem mais planetas à espera para serem encontrados dentro dos espaços entre eles. Como tal, o estudo deste sistema poderia ajudar os astrônomos a aprender coisas sobre a história do nosso próprio Sistema Solar.
No momento, mais estudos precisam ser realizados sobre este sistema de estrelas vizinhas, a fim de aprender mais sobre a sua estrutura e confirmar a existência de mais planetas. E espera-se que a implantação de instrumentos de última geração - como o Telescópio Espacial James Webb, programado para ser lançado em outubro de 2018 - seja extremamente útil a esse respeito.
“O prêmio no final desta estrada é entender a verdadeira estrutura de disco planetário Epsilon Eridani, e suas interações com os prováveis planetas que habitam seu sistema,” escreveu Marengo em um boletim informativo sobre o projeto. “SOFIA, por sua capacidade única de capturar a luz infravermelha no céu estratosférico seco, é o mais próximo que temos de uma máquina do tempo, revelando um vislumbre do passado antigo da Terra, observando o presente de uma vizinha jovem Sol.”
Leitura adicional: NASA, IAState, The Astronomical Journal
Traduzido e adaptado de Universe Today
Super-Terra rochosa é encontrada transitando em zona habitável de uma calma estrela anã vermelha
Um exoplaneta orbitando uma estrela anã vermelha a 40 anos-luz da Terra pode ser o novo detentor do título de “melhor lugar para procurar por sinais de vida além do sistema solar”. Usando o instrumento HARPS do ESO em La Silla, e outros telescópios ao redor do mundo, uma equipe internacional de astrônomos descobriu uma “super-Terra” em órbita na zona habitável em torno da estrela fraca LHS 1140. Este mundo é um pouco maior e muito mais maciço do que a Terra e provavelmente manteve a maior parte de sua atmosfera. Isto, junto com o fato de que ele passa na frente de sua estrela-mãe, uma vez que orbita, faz com que seja uma das mais emocionantes metas futuras para estudos atmosféricos. Os resultados irão aparecer na edição da revista Nature de 20 de abril, 2017.
A recém-descoberta super-Terra órbita LHS 1140b na zona habitável em torno de um fraca anã vermelha, chamada LHS 1140, na constelação de Cetus (o monstro marinho) [1]. As anãs vermelhas são muito menores e mais frias do que o Sol e, embora LHS 1140b esteja dez vezes mais perto de sua estrela do que a Terra está do Sol, ele só recebe cerca de metade da luz solar de sua estrela do que a Terra e situa-se no meio da zona habitável. A órbita é vista quase no mesmo plano que a Terra e a medida que o exoplaneta passa na frente da estrela uma vez em cada órbita ele bloqueia um pouco de sua luz a cada 25 dias.
“Este é o exoplaneta mais emocionante que eu já vi na última década”, disse o principal autor Jason Dittmann do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (Cambridge, EUA). “Nós dificilmente poderíamos esperar um alvo melhor para realizar uma das maiores missões na ciência - em busca de evidências de vida fora da Terra."
"As presentes condições da anã vermelha são particularmente favoráveis - LHS 1140 gira mais lentamente e emite menos radiação de alta energia do que outras estrelas de baixa massa semelhantes", explica o membro da equipe Nicola Astudillo-Defru do Observatório de Genebra, Suíça [2].
Para a vida como a conhecemos existir, um planeta deve ter água líquida na superfície e manter uma atmosfera. Quando as estrelas anãs vermelhas são jovens, elas são conhecidas por emitir radiação que pode ser prejudicial para as atmosferas dos planetas que as orbitam. Neste caso, o tamanho grande do planeta significa que um oceano de magma poderia ter existido em sua superfície durante milhões de anos. Este oceano fervilhante de lava poderia alimentar vapor na atmosfera por muito tempo após a estrela acalmar o seu atual brilho constante, repondo o planeta com água.
A descoberta foi feita inicialmente com o MEarth, que detectou o primeiro indicador: mergulhos característicos em luz a medida que o exoplaneta passava em frente da estrela. O instrumento HARPS do ESO, acrônimo para High Accuracy Radial velocity Planet Searcher for the Northern hemisphere, em seguida, fez observações de acompanhamento cruciais que confirmaram a presença da super-Terra. HARPS também ajudou a fechar o período orbital e deduziu a massa e densidade do exoplaneta [3].
Os astrônomos estimam a idade do planeta em pelo menos cinco bilhões de anos. Eles também deduziram que ele tem um diâmetro 1,4 vezes maior que a Terra - quase 18.000 km. Mas com uma massa cerca de sete vezes maior do que a Terra e, portanto, uma densidade muito maior, isso implica que o exoplaneta é provavelmente feito de rocha com um núcleo de ferro denso.
Esta super-Terra pode ser o melhor candidato para observações futuras para estudar e caracterizar a sua atmosfera, se houver. Dois dos membros europeus da equipe, Xavier Delfosse e Xavier Bonfils ambos do CNRS e IPAG em Grenoble, França, concluem: “ O sistema de LHS 1140 pode vir a ser um objetivo ainda mais importante para a futura caracterização de planetas na zona habitável de Proxima b ou TRAPPIST-1. Este foi um ano notável para descobertas de exoplanetas! ”[4, 5].
Em particular, as observações futuras do telescópio espacial da NASA/ ESA Hubble serão capazes de avaliar exatamente como a radiação de alta energia é derramada sobre LHS 1140b, de modo que a sua capacidade de suportar a vida pode ser ainda mais restrita.
Mais ainda no futuro - quando novos telescópios como do ESO Extremely Large Telescope estiverem operando - é provável que vamos ser capazes de fazer observações detalhadas das atmosferas de exoplanetas, e LHS 1140b é um candidato excepcional para tais estudos.
Notas
[1] A zona habitável é definida pelo intervalo de orbita em torno de uma estrela, em que um planeta possui a temperatura adequada necessária para a água líquida existir na superfície do planeta.
[2] Embora o planeta esteja localizado na zona em que a vida como a conhecemos poderia existir, ele provavelmente não entraria nesta região até cerca de quarenta milhões de anos após a formação da estrela anã vermelha. Durante esta fase, o exoplaneta teria sido submetido ao passado ativo e volátil de sua estrela-mãe. Uma anã vermelha jovem pode facilmente tirar fora a água da atmosfera de um planeta se formando na sua vizinhança, o que leva a um efeito de estufa semelhante ao que é visto em Vénus.
[3] Este esforço permitiu outros eventos de trânsito serem detectados pelo MEarth para que os astrônomos pudessem concluir a detecção do exoplaneta uma vez por todas.
[4] O planeta em torno de Proxima Centauri (eso1629) é muito mais próximo da Terra, mas provavelmente não transita sua estrela, o que torna muito difícil determinar se ele mantém uma atmosfera.
[5] Ao contrário do sistema TRAPPIST-1 (eso1706), não há outros exoplanetas ao redor de LHS 1140. Acredita-se que sistemas multi-planetários sejam comuns em torno de anãs vermelhas, por isso é possível que exoplanetas adicionais tenham sido detectados até agora, porque eles são muito pequenos.
[ESO]
Dentro de 48 horas de lançamento, Exoplanet Explorers já está fazendo manchete.
Esta concepção artística mostra o sistema de estrela Kepler-10, que tem dois planetas rochosos que circundam uma estrela semelhante ao Sol. Duplique esse número e você tem o sistema planetário recém-descoberto: EE-1b através EE-1e.
Descobrir novos planetas leva tempo e mão de obra - ou, pelo menos, uma grande parte do último. Desde julho de 2007, o Zooniverse forneceu uma plataforma para cientistas cidadãos (que é qualquer pessoa com interesse em ciência e descobertas, sem necessariamente ter um grau acadêmico) para fazer contribuições valiosas e emocionantes para o mundo científico. E agora, eles fizeram isso novamente - em apenas 48 horas em um novo projeto de pesquisa planetária, o programa Exoplanet Explorers encontrou um sistema de quatro planetas nunca antes identificado na constelação de Aquário.
O sistema planetário, que fica a uma distância de 597 anos-luz, contém quatro super-planetas do tamanho da Terra: EE-1b, c, d, e e. Superterras são planetas com uma massa maior do que a Terra, mas menores de Urano e Netuno (que são cerca de 14 e 17 vezes a massa de terra, respectivamente). As quatro Superterras no sistema recentemente descoberto tem os seguintes tamanhos em raios terrestres: 1,98 (EE-1b), 2,03 (EE-1-C), 2,74 (EE-1d), e 2,22 (EE-1e). Mesmo que eles sejam maiores do que o nosso planeta, eles também são muito mais próximos de sua estrela, que orbita uma vez a cada 3 a 13 dias. Todos eles acomodam-se mais perto de seu próprio sol (que tem cerca de 0,9 massas solares, e provavelmente uma tardia estrela G ou estrela jovem K; o nosso Sol é uma estrela G) do que Mercúrio está do nosso, por isso eles são mundos extremamente quentes. O planeta mais próximo fica a apenas 0,04 unidades astronômicas (UA) de sua estrela, enquanto o mais distante é de 0,10 UA. Uma UA é a distância média entre a Terra e o Sol (cerca de 93 milhões de milhas [150 milhões de quilômetros]); Mercúrio está a 0,4 UA do Sol.
A descoberta está sendo escrita como um artigo científico, que em breve será submetido para publicação. Além disso, estes planetas podem não estar sozinhos em seu sistema solar, e mais planetas podem ser encontrados a distâncias maiores no futuro.
Zooniverse é uma plataforma ciência do cidadão executado pela Universidade do Reino Unido de Oxford, de Chicago Adler Planetarium, ea Aliança Ciência Cidadã. O programa Exoplanet Explorers e uma relacionada Zooniverse projeto, caçadores de planetas, permite que os voluntários para pentear através de dados de missão prolongada da sonda Kepler, K2. Há um enorme catálogo de estrelas observadas pelo telescópio, e qualquer uma delas pode hospedar um ou mais planetas. Os voluntários têm a tarefa de procurar por mudanças na luz das estrelas devido ao trânsito, que ocorre quando um planeta passa na frente de sua estrela a medida que ele orbita, como visto a partir da Terra.
Estas pequenas quedas na luz podem ser difíceis de detectar, e muitas vezes esse trabalho é muito mais bem efetuado e discernido por humanos do que por computadores. Tais projetos cidadãos científicos confiam em números absoluto para encontrar objetos reais - quanto mais as pessoas identificarem um planeta, mais provável o planeta estará sendo real.
Você pode descobrir mais sobre o projeto Exoplanet Explorers, ou tentar fazer sua própria descoberta de exoplanetas, no website do projeto. Você também pode obter mais detalhes sobre o sistema planetário recém-descoberto, incluindo os voluntários envolvidos na descoberta, aqui; Os cientistas da NASA vão trabalhar para confirmar a descoberta, em um futuro próximo.
Astronomy Magazine
A estrela com sete exoplanetas tem radiação de alta energia suficiente para arrancar atmosferas dos planetas internos em alguns bilhões de anos.
O mundo está alvoroçado sobre a pequena estrela TRAPPIST-1, uma anã ultra fria com sete exoplanetas potencialmente rochosos. O burburinho começou em 2016, quando os astrônomos descobriram pela primeira vez um par de pequenos mundos que orbitam a estrela. Como parte do recente - e agora fervoroso - interesse neste sol insignificante, Vincent Bourrier (Universidade do Observatório de Genebra, Suíça) e colegas estão montando um quadro de radiação de alta energia que flui para fora da estrela, e o que a radiação pode significar para os planetas.
A equipe usou o Telescópio Espacial Hubble para estudar a produção ultravioleta da estrela. Especificamente, eles olharam para a emissão Lyman-alfa, que é um determinado comprimento de onda emitido por átomos de hidrogênio que vem da cromosfera da estrela, a camada entre a "superfície" estelar (fotosfera) e a coroa ionizada e intensamente quente.
A equipe descobriu que TRAPPIST-1 emite menos de metade da quantidade de radiação Lyman-alfa como outra estrela anã super fria que hospeda exoplanetas - incluindo Proxima Centauri, que jorra seis vezes mais em ultravioleta, assim como TRAPPIST-1 faz. Isso é de se esperar, uma vez que TRAPPIST-1 é também mais fria do que os outras anãs.
No entanto, no ano passado a equipe também descobriu que TRAPPIST-1 emite aproximadamente tanto em raios-X quanto Proxima Centauri. Estes raios-X vem das coronas das estrelas.
A proporção de raios-X para ultravioleta é interessante por uma série de razões. Em primeiro lugar, os raios-X e o ultravioleta diminuem com o tempo para estas estrelas, mas os raios X caem muito mais rápido. O fato de que TRAPPIST-1 emite cerca de um terço tanta energia em Lyman-alfa quanto faz em raios-X sugere que a estrela é "relativamente jovem", segundo a equipe colocou em seu artigo em março 2017 no Astronomy & Astrophysics.
O que "relativamente jovem" significa é uma questão em aberto. Os astrônomos sabem que a estrela tem pelo menos 500 milhões de anos, porque está "resolvido" que ela é uma estrela adulta. Além disso, é uma incógnita. Jeffrey Linsky (University of Colorado, Boulder), que tem trabalhado extensivamente sobre anãs M e as tendências em Lyman-alfa e emissão de raios-X para diferentes tipos de estrelas, disse que TRAPPIST-1 parece tão velha quanto jovem. As estrelas nacem girando rapidamente, ficando lentas à medida que envelhecem. TRAPPIST-1 chicoteia em torno de cada 1 ½ dias, que pelo seu valor nominal nos diria que ela é jovem, diz ele, mas os astrônomos não sabem o quão rápido essas anãs ultrafrias giram. Além disso, o movimento rápido da estrela através do espaço normalmente indicaria que ela é um membro da antiga população estelar que compreende o halo da galáxia, mas só Deus sabe se isso é um acaso.
Esquema do sistema planetário em torno TRAPPIST-1. Os tamanhos dos objetos estão em escala, mas as distâncias foram reduzidas dez vezes. A cor da estrela é realista. A área azulada indica a zona onde a água da superfície líquida pode sobreviver em superfícies dos planetas, assumindo uma atmosfera semelhante à Terra e composição. A área acinzentada mostra a gama possível de distâncias orbitais para o planeta h.
Bourrier concorda que a questão da idade é atualmente irrespondível. A proporção de raios-X para a emissão ultravioleta parece indicar que TRAPPIST-1 "não é extremamente antiga", diz ele, "mas eu não acho que neste momento podemos dizer muito mais do que isso."
A segunda razão é que os níveis de raio-X e de ultravioleta importa para a habitabilidade, uma possibilidade que recebeu talvez mais atenção do que merece. Embora o nível de radiação ultravioleta seja baixo, a radiação global é ainda elevada o suficiente para que ela possa arrancar uma atmosfera semelhante à Terra dos dois planetas inferiores, B e C, em 1 a 3.000 milhões anos; para os planetas D, E, F e G (E, F e G e estão na zona habitável putativa), o processo iria demorar de 5 a 22 bilhões de anos. A equipe trouxe uma ideia do escape atmosférico de B e C, embora a ligeira queda na luz das estrelas indique uma explicação para este escape, em vez da variabilidade coronal.
Devido ao espaçamento metódico dos mundos, os astrônomos concluem os planetas provavelmente migraram para as suas órbitas atuais mais distantes. Mas não sabemos quando isso aconteceu, ou se as órbitas são estáveis a longo prazo. "Se eles migraram dentro de um disco, escalas de tempo típicas tem cerca de 100 milhões anos, mas que podem não ser válidas para um sistema como TRAPPIST-1", adverte Bourrier. "Há um território desconhecido aqui!"
Referência:
V. Bourrier et ai. " Reconhecimento do sistema de exoplanetas TRAPPIST-1 na linha Lyman-alfa ." Astronomy & Astrophysics . Março de 2017.
Traduzido e adaptado de Sky and Telescope
Essa concepção artística mostra como cada um dos planetas no sistema TRAPPIST-1 pode se parecer, com base em dados disponíveis sobre seus tamanhos, massas e distâncias orbitais. Credits: NASA/JPL-Caltech
O Telescópio Espacial Spitzer da NASA revelou o primeiro sistema conhecido com sete planetas do tamanho da Terra em torno de uma única estrela, a TRAPPIST-1, uma anã ultra fria (categoria cuja massa está na fronteira entre as anãs vermelhas e anãs marrons). Três destes planetas estão firmemente situados na zona habitável, a área em torno da estrela-mãe na qual um planeta rochoso é mais provável ter água em estado líquido.
A descoberta estabelece um novo recorde para o maior número de planetas em zona habitável encontrados em torno de uma única estrela fora do nosso sistema solar. Todos esses sete planetas poderiam ter água líquida - a chave para a vida como a conhecemos - nas condições atmosféricas certas, mas as chances são maiores com os três na zona habitável.
Esta ilustração mostra a possível superfície da TRAPPIST-1F, um dos planetas recém-descobertos no sistema TRAPPIST-1, uma estrela anã ultra fria. Cientistas usando o Telescópio Espacial Spitzer e telescópios terrestres descobriram que há sete planetas do tamanho da Terra no sistema.
"Esta descoberta poderia ser uma peça importante no quebra-cabeça de encontrar ambientes habitáveis, lugares que são favoráveis à vida", disse Thomas Zurbuchen, administrador associado da Diretoria de Missões Científicas da agência em Washington. "Responder à pergunta se estamos sozinhos é uma prioridade científica superior e encontrar tantos planetas como estes, pela primeira vez na zona habitável, é um passo notável em direção a esse objetivo."
A cerca de 40 anos-luz (235 trilhões de milhas ou 12 parsecs) da Terra, o sistema de planetas está relativamente próximo de nós, na constelação de Aquário. Uma vez que eles estão localizados fora do nosso sistema solar, esses planetas são cientificamente conhecidos como exoplanetas.
Este panorama de 360 graus mostra a superfície de um planeta recém-detectado, TRAPPIST 1-d, parte de um sistema de sete planetas a cerca de 40 anos-luz de distância (12 parsecs). Explore essa perspectiva artística desse mundo alienígena, movendo a visão usando o mouse ou seu dispositivo móvel. Créditos: NASA
Este sistema é chamado de TRAPPIST-1, nomeado devido ao Pequeno Telescópio de Trânsito de Planetas e Planetesimais (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope - TRAPPIST). Em maio de 2016, os pesquisadores utilizam o TRAPPIST anunciaram a descoberta de três planetas no sistema. Assistido por vários telescópios terrestres, incluindo o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, o Spitzer confirmou a existência de dois desses planetas e descobriu cinco outros adicionais, aumentando o número de planetas conhecidos no sistema para sete.
Os novos resultados serão publicados hoje, quarta-feira, na revista Nature, e foram anunciados em uma entrevista coletiva na sede da NASA em Washington.
Usando dados do Spitzer, a equipe mediu precisamente os tamanhos dos sete planetas e desenvolveram as primeiras estimativas das massas de seis deles, permitindo que a sua densidade fosse estimada.
Com base nas suas densidades, todos os planetas de TRAPPIST-1 são susceptíveis de serem rochosos. Outras observações não só irão ajudar a determinar se eles são ricos em água, mas também, eventualmente, revelam se algum poderia ter água líquida em sua superfície. A massa do sétimo e mais distante exoplaneta ainda não foi estimada - os cientistas acreditam que ele poderia ser um mundo gelado, como uma "bola de neve", porém mais observações são necessárias.
"As sete maravilhas do TRAPPIST-1 são os primeiros planetas do tamanho da Terra que foram encontrados orbitando esse tipo de estrela", disse Michael Gillon, autor principal do artigo e investigador principal do TRAPPIST Exoplanet Survey da Universidade de Liège, Bélgica. "É também o melhor alvo para estudar atmosferas de mundos potencialmente habitáveis, do tamanho da Terra."
Em maio de 2016, a equipe do Hubble observou os dois planetas mais interiores, e não encontrou nenhuma evidência para tais ambientes. Isso fortaleceu o caso de que os planetas mais próximos à estrela são rochosos por natureza.
"O sistema TRAPPIST-1 proporciona uma das melhores oportunidades na próxima década para estudar as atmosferas em torno de planetas do tamanho da Terra", disse Nikole Lewis, co-líder do estudo e astrônomo do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland. O Telescópio Espacial Kepler - o caça planetas da NASA - também está estudando o sistema TRAPPIST-1, fazendo medições de mudanças minúsculas do brilho da estrela através do trânsito dos planetas. Operando como a missão K2, observações da sonda permitirão que os astrônomos refinem as propriedades dos planetas conhecidos, bem como busca de planetas adicionais no sistema. As observações K2 concluem-se no início de março e serão disponibilizadas no arquivo público.
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| Este cartaz dá uma ideia de como seria uma viagem interestelar para o sistema TRAPPIST-1. Clique para ver uma imagem maior |
Traduzido e adaptado de NASA
51 Pegasi b foi o primeiro exoplaneta já descoberto orbitando uma estrela de sequência principal, a estrela (51 Pegasi), em 1995. Este planeta do tamanho de Júpiter, que possui uma órbita de quatro dias, revolucionou a astronomia e abalou nossa compreensão da formação dos planetas. Ele foi descoberto pela medição do espectro da estrela e pela observação de mudanças periódicas na velocidade radial da estrela. Esta mudança de velocidade radial foi causada pelo puxão gravitacional da estrela, o que prova indiretamente a existência do planeta. No entanto, mesmo no início, percebeu-se que os astrônomos deveria ser capazes de ver uma mudança na velocidade radial semelhante na luz refletida pelo planeta. Este método pode ser usado para determinar a inclinação do planeta, massa e composição atmosférica, propriedades nas quais, de outra forma seria quase impossível de medir. Utilizado pela primeira vez em 2010, o método está sendo agora usado em várias Jupiteres quentes.
Os dados
Os autores utilizaram dados de 2010 CRyogenic high-resolution InfraRed Echelle Spectrograph (CRICES) no Very Large Telescope (VLT) no Chile para observar as estrelas 51 Peg no infravermelho próximo. As observações foram tomadas continuamente durante 4 horas, para medir a variação da velocidade radial a medida que o planeta orbitasse a estrela. O maior desafio na redução dos dados para uma forma utilizável foi a correção/remoção das linhas telúricas (contaminação causada pela atmosfera da Terra). Várias rodadas de redução de dados foram necessárias para remover as linhas telúricas, que são muito mais fortes no espectro da estrela.
Após a obtenção de um espectro limpo, os autores, em seguida, procuraram sinais de espectro de 51 Pegasi b, uma tarefa difícil, pois espectro da estrela poderia ser cerca de 1.000-10.000 vezes mais forte do que o espectro do planeta. Felizmente, atmosferas planetárias no comprimento de onda observada podem ser espessas com gases que têm densas assinaturas de linhas espectrais, tornando-os mais fáceis de ver. No entanto, uma vez que o espectro do planeta não era conhecido de antemão, uma grade de modelos atmosféricos com espectros calculados foi criada. Muitos modelos atmosféricos diferentes foram gerados utilizando os espectros de água, dióxido de carbono e metano em várias abundâncias diferentes, temperaturas e pressões, e fazendo algumas suposições adicionais sobre a estrutura da atmosfera (por exemplo, ausência de nuvens).
No entanto, como mencionado anteriormente, o sinal do espectro do planeta é muito fraco, e só usando todas as linhas simultaneamente pode-se encontrar o modelo certo. Uma técnica chamada correlação cruzada é capaz de trazer à tona um sinal fraco de muitas linhas. Efetivamente, esta técnica "desliza" cada um dos espectros modelados do planeta do outro lado da estrela + o espectro do planeta. O modelo específico que tem o melhor ajuste global, em algum lugar durante o "deslize" é provavelmente o espectro do planeta, e a localização na estrela + espectro do planeta nas quais o "deslizes" deu o melhor ajuste usando a velocidade radial do planeta. Isso é mostrado em duas dimensões na Figura 1 (isto foi feito por também mudando todo o espectro da estrela + planeta e também para obter uma velocidade sistêmica precisas para a estrela + planeta). Estes resultados podem então ser refinados para ganhar mais precisão e exatidão.
Figura 1: Significado da correlação cruzada em duas dimensões. O eixo x é a velocidade do sistema da estrela + do planeta, enquanto que o eixo y é a velocidade relativa da velocidade do planeta em relação a estrela. Regiões mais brancas têm maior significância (melhor se ajusta), enquanto as regiões mais escuras têm uma significância mais baixa (piore ajustes). A linha vertical tracejada representa a velocidade de todo o sistema estrela-planeta. A linha tracejada horizontal superior é o melhor ajuste da velocidade do planeta. Se este fosse um sinal falso positivo, pode-se esperar uma região branca semelhante no mesmo local, mas, ao negativo da velocidade planeta, devido ao potencial de ruído correlacionado interagindo com o espectro modelo de uma maneira semelhante. No entanto, nenhum sinal é visto. O preto "+" representa a solução que melhor se ajusta a velocidade tanto do sistema quanto de um todo e a velocidade do planeta, em particular.
Os resultados
Embora a rede de atmosferas foi bem sucedida em encontrar a velocidade do planeta, ela não teve êxito dizer muito sobre a atmosfera do planeta. No entanto, duas importantes conclusões podem ser adquiridas a partir do estudo. Em primeiro lugar, 51 Peg b tem uma atmosfera com uma quantidade apreciável de água (cerca de 1 parte em 10.000). Modelos que incluíram dióxido de carbono e metano não resultaram em bons ajustes; apenas os modelos de água o fizeram. Isto implica que a abundância de dióxido de carbono e metano estão abaixo do limiar de detecção. Em segundo lugar, a massa de 51 Peg b é finalmente conclusivamente calculada em 0,476 vezes a massa de Júpiter (com 7% de margem de erro).
O método de velocidade radial já percorreu um longo caminho. Em 1995, mal eramos capazes de medir as mudanças de velocidade radial de estrelas brilhantes. Agora ela já está sendo usada para medir as velocidades radiais de seus planetas extremamente fracos. Esta técnica é difícil, mas poderosa. Ela permite medir a massa, a inclinação e a composição da atmosfera do planeta a ser medido. A velocidade radial poderá ser uma ferramenta importante no futuro para extrair informações de mundos potencialmente mundos habitáveis que orbitam as mais importantes estrelas na galáxia.
Artigo original: Discovery of water at high spectral resolution in the atmosphere of 51 Peg b
E, enquanto algumas pesquisas têm dúvidas sobre a possibilidade de que Proxima b poderia realmente suportar a vida, um novo estudo oferece uma imagem mais positiva. A pesquisa vem do Marble Space Institute of Science (BMSIS) em Seattle, Washington, onde o astrobiólogo realizou simulações que mostram que Proxima b poderia realmente ser habitável, assumindo que certos pré-requisitos foram cumpridos.
Dr. Atri é um físico computacional cujo trabalho com o BMSIS inclui os impactos das antipartículas e radiação sobre sistemas biológicos. Por uma questão de seu estudo - "Modelando a dose de radiação de partículas induzidas por eventos de prótons estelares em exoplanetas próximos", que apareceu recentemente nas observações mensais das Royal Astronomical Society Letters - ele conduziu simulações para medir o impacto de erupções estelares que Proxima b teria de seu Sol.
Impressão artística da superfície do planeta Proxima b orbitando a estrela anã vermelha Proxima Centauri. A dupla estrela Alpha Centauri AB é visível no canto superior direito de Proxima. Crédito: ESO.
Para colocar isso em perspectiva, é importante notar como a missão Kepler encontrou uma infinidade de planetas orbitando estrelas anãs vermelhas nos últimos anos, muitas das quais acredita-se serem "semelhante à Terra" e estão perto o suficiente para seus sóis para terem água líquida sobre as suas superfícies. No entanto, as anãs vermelhas têm uma série de problemas que não são nada bons para a habitabilidade, que incluem a sua natureza variável e o fato de que elas são mais frias e mais fracas do que as outras classes de estrelas.
Isto significa que qualquer planeta perto o suficiente para orbitar a zona habitável de uma anã vermelha estaria sujeito a poderosas explosões solares - ou Eventos Próton Estelares (SPE) - e provavelmente seriam bloqueados com a estrela. Em outras palavras, apenas um lado estaria recebendo a luz e o calor necessários para sustentar a vida, mas estaria exposta a uma grande quantidade de prótons solares, que interagem com o seu ambiente para criar radiação nociva.
Como tal, a comunidade astronômica está interessada em quais tipos de condições existem para que planetas como Proxima b possam ter (ou tiveram) vida em evolução. Por causa de seu estudo, o Dr. Atri realizou uma série de probabilidades usando simulações que levaram em conta três fatores - o tipo e o tamanho das explosões estelares, as várias espessuras de atmosfera do planeta e a força do seu campo magnético .
Como o Dr. Atri explicou ao Universe Today via e-mail, os resultados foram encorajadores - na medida em que as implicações para a vida extra-terrestre estão em questão:
Este infográfico compara a órbita do planeta em torno Proxima Centauri (Proxima b) com a mesma região do Sistema Solar. Crédito: ESO
Em outras palavras, Atri descobriu que a existência de um forte campo magnético, o que também garantiu que o planeta tem uma atmosfera viável, levaria condições de sobrevivência. Enquanto o planeta ainda experimentar um aumento de radiações, sempre que um superflare surgir, a vida poderia sobreviver em um planeta como Proxima b no longo prazo. Por outro lado, um ambiente fraco ou campo magnético poderia prever a desgraça.
"Se o planeta não tem um campo magnético significativo, as chances de ter qualquer atmosfera e temperaturas moderadas são insignificantes", disse ele. "O planeta seria bombardeado com superflares no nível de causar extinção. Embora no caso de Proxima b, a estrela está em uma condição estável e não tem mais atividade de queima violenta - a atividade passada de sua história iria tornar o planeta um lugar hostil para uma biosfera ter origem/evoluir ".
A história é a palavra chave aqui, uma vez que estrelas anãs vermelhas, como Proxima Centauri têm longevidade incrível (como foi observado, até 10 trilhões de anos). De acordo com algumas pesquisas, isso faz com que estrelas anãs vermelhas sejam boas candidatas para encontrar exoplanetas habitáveis, uma vez que se leva bilhões de anos para a vida complexa a evoluir. Mas, para que a vida alcance uma complexidade, planetas necessitam manter as suas atmosferas durante estes longos períodos de tempo.
Naturalmente, Atri admite que seu estudo não pode responder definitivamente se o nosso mais próximo exoplaneta-vizinho é habitável, e que o debate sobre este é provável que continue por algum tempo. "É prematuro pensar que Proxima b é habitável ou não", diz ele. "Precisamos de mais dados sobre a sua atmosfera e a força de seu campo magnético."
Descrição artística de planetas em trânsito em uma estrela anã vermelha no Sistema TRAPPIST-1. Crédito: NASA / ESA / STScl
No futuro, missões, como o Telescópio Espacial James Webb devem nos dizer mais sobre este sistema, o seu planeta, e os tipos de condições que prevalecem lá. Apontando a suíte extremamente precisa de instrumentos nesta estrela vizinha, temos a certeza de detectar trânsitos do planeta em torno de seu Sol fraco. Só podemos esperar encontrar evidências de uma atmosfera densa, o que irá sugerir a presença de um campo magnético e, portanto, condições para suportar vida.
A esperança é outra palavra-chave aqui. Não só seria uma boa notícia de que Próxima b possa ser habitável para nós que temos a esperança de encontrar vida fora da Terra, mas também seria uma boa notícia para existência de vida em todo o Universo. Estrelas anãs vermelhas compõem 70% das estrelas em galáxias espirais e mais de 90% de todas as estrelas em galáxias elípticas. Saber que mesmo uma fração destas poderia suportar a vida aumenta muito as chances de encontrar inteligência lá fora!
Traduzido e adaptado de Universe Today
Impressão artística da superfície do planeta Proxima b orbitando a estrela anã vermelha Proxima Centauri. A dupla estrela Alpha Centauri AB é visível no canto superior direito de Proxima. Crédito: ESO.
Para colocar isso em perspectiva, é importante notar como a missão Kepler encontrou uma infinidade de planetas orbitando estrelas anãs vermelhas nos últimos anos, muitas das quais acredita-se serem "semelhante à Terra" e estão perto o suficiente para seus sóis para terem água líquida sobre as suas superfícies. No entanto, as anãs vermelhas têm uma série de problemas que não são nada bons para a habitabilidade, que incluem a sua natureza variável e o fato de que elas são mais frias e mais fracas do que as outras classes de estrelas.
Isto significa que qualquer planeta perto o suficiente para orbitar a zona habitável de uma anã vermelha estaria sujeito a poderosas explosões solares - ou Eventos Próton Estelares (SPE) - e provavelmente seriam bloqueados com a estrela. Em outras palavras, apenas um lado estaria recebendo a luz e o calor necessários para sustentar a vida, mas estaria exposta a uma grande quantidade de prótons solares, que interagem com o seu ambiente para criar radiação nociva.
Como tal, a comunidade astronômica está interessada em quais tipos de condições existem para que planetas como Proxima b possam ter (ou tiveram) vida em evolução. Por causa de seu estudo, o Dr. Atri realizou uma série de probabilidades usando simulações que levaram em conta três fatores - o tipo e o tamanho das explosões estelares, as várias espessuras de atmosfera do planeta e a força do seu campo magnético .
Como o Dr. Atri explicou ao Universe Today via e-mail, os resultados foram encorajadores - na medida em que as implicações para a vida extra-terrestre estão em questão:
"Eu utilizei simulações de Monte Carlo para estudar a dose de radiação sobre a superfície do planeta para diferentes tipos de atmosferas e configurações do campo magnético. Os resultados são otimistas. Se o planeta tem tanto um bom campo magnético quanto uma atmosfera considerável, os efeitos de explosões estelares são insignificantes, mesmo que a estrela está em uma fase ativa".
Este infográfico compara a órbita do planeta em torno Proxima Centauri (Proxima b) com a mesma região do Sistema Solar. Crédito: ESO
"Se o planeta não tem um campo magnético significativo, as chances de ter qualquer atmosfera e temperaturas moderadas são insignificantes", disse ele. "O planeta seria bombardeado com superflares no nível de causar extinção. Embora no caso de Proxima b, a estrela está em uma condição estável e não tem mais atividade de queima violenta - a atividade passada de sua história iria tornar o planeta um lugar hostil para uma biosfera ter origem/evoluir ".
A história é a palavra chave aqui, uma vez que estrelas anãs vermelhas, como Proxima Centauri têm longevidade incrível (como foi observado, até 10 trilhões de anos). De acordo com algumas pesquisas, isso faz com que estrelas anãs vermelhas sejam boas candidatas para encontrar exoplanetas habitáveis, uma vez que se leva bilhões de anos para a vida complexa a evoluir. Mas, para que a vida alcance uma complexidade, planetas necessitam manter as suas atmosferas durante estes longos períodos de tempo.
Naturalmente, Atri admite que seu estudo não pode responder definitivamente se o nosso mais próximo exoplaneta-vizinho é habitável, e que o debate sobre este é provável que continue por algum tempo. "É prematuro pensar que Proxima b é habitável ou não", diz ele. "Precisamos de mais dados sobre a sua atmosfera e a força de seu campo magnético."
Descrição artística de planetas em trânsito em uma estrela anã vermelha no Sistema TRAPPIST-1. Crédito: NASA / ESA / STScl
No futuro, missões, como o Telescópio Espacial James Webb devem nos dizer mais sobre este sistema, o seu planeta, e os tipos de condições que prevalecem lá. Apontando a suíte extremamente precisa de instrumentos nesta estrela vizinha, temos a certeza de detectar trânsitos do planeta em torno de seu Sol fraco. Só podemos esperar encontrar evidências de uma atmosfera densa, o que irá sugerir a presença de um campo magnético e, portanto, condições para suportar vida.
A esperança é outra palavra-chave aqui. Não só seria uma boa notícia de que Próxima b possa ser habitável para nós que temos a esperança de encontrar vida fora da Terra, mas também seria uma boa notícia para existência de vida em todo o Universo. Estrelas anãs vermelhas compõem 70% das estrelas em galáxias espirais e mais de 90% de todas as estrelas em galáxias elípticas. Saber que mesmo uma fração destas poderia suportar a vida aumenta muito as chances de encontrar inteligência lá fora!
Traduzido e adaptado de Universe Today
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