Pesquisadores identificaram que dois planetas do tamanho da Terra que orbitam a anã vermelha próxima TRAPPIST-1 exibem contrastes térmicos entre dia e noite tão extremos que, ao que tudo indica, ambos são mundos de rocha exposta.
Essa conclusão reduz de forma significativa as regiões em que astrónomos ainda podem esperar encontrar atmosferas duradouras em torno das estrelas mais comuns da galáxia.
Calor sem ar
Nos dois planetas mais internos de TRAPPIST-1, um hemisfério fica sob luz constante e o outro permanece em escuridão permanente, formando climas drasticamente distintos num mesmo planeta.
Ao acompanhar a emissão térmica desses mundos durante quase 60 horas seguidas, uma equipa da Universidade de Genebra (UNIGE) produziu os primeiros mapas climáticos de planetas rochosos do tamanho da Terra.
O que apareceu foi um acúmulo de calor quase todo do lado voltado para a estrela. Já os hemisférios noturnos exibiram praticamente nenhum calor detetável - uma diferença superior a 500 °C entre as duas faces.
Um padrão tão desequilibrado mal comporta algo além de uma atmosfera muito rarefeita e levanta a questão mais difícil: por que esses mundos perderam tanto gás, em primeiro lugar?
Pistas na escuridão
O indício mais forte veio da noite, porque um planeta com atmosfera tenderia a libertar parte do calor armazenado para o lado escuro.
Essas curvas de fase térmica - as variações do sinal de calor ao longo da órbita - mostram se ventos conseguem redistribuir energia.
Aqui, os hemisférios em sombra permaneceram tão fracos que o calor quase não se deslocou, exatamente o que se espera de uma superfície sem ar quando a iluminação desaparece.
Esse traço direto permitiu aos astrónomos pôr as hipóteses de atmosfera à prova, em vez de inferir tudo a partir de um único retrato do hemisfério iluminado.
Os planetas estão em rotação sincronizada
Parte do problema começa na própria estrela: anãs vermelhas próximas podem bombardear os planetas mais internos com radiação danosa por períodos prolongados.
Além disso, por orbitarem muito perto, esses mundos tendem a ficar em rotação sincronizada, mantendo sempre a mesma face voltada para a estrela enquanto a outra permanece no escuro.
Sem uma atmosfera, o lado diurno continua a absorver energia, ao passo que o lado noturno a perde depressa, à medida que o calor infravermelho escapa.
Assim, esses planetas podem parecer moderados “no papel”, mas ainda assim ser hostis na superfície - sobretudo perto da borda interna.
Um sistema que vale a pena acompanhar
O sistema TRAPPIST-1, com sete planetas, intriga os astrónomos desde 2017, porque vários desses mundos orbitam em regiões onde, em princípio, a água líquida poderia existir.
Como todos os planetas circulam a mesma estrela fria, os investigadores conseguem compará-los quase lado a lado e observar como a distância altera o desfecho.
“o sistema TRAPPIST-1 é incrível! sete planetas, alguns com massas semelhantes à da Terra, orbitam a mesma estrela”, disse Emeline Bolmont, professora associada do Departamento de Astronomia da UNIGE e diretora do Centro para a Vida no Universo.
Ao começar pelos dois mundos mais próximos - TRAPPIST-1b (Planeta b) e TRAPPIST-1c (Planeta c) - a equipa mirou as regiões em que a exposição estelar deveria ser mais intensa.
O que o planeta b revela
O Planeta b forneceu o sinal mais claro: o lado diurno acima de 199 °C, o lado noturno com quase nenhum brilho e sem um desvio evidente.
Observações anteriores de eclipses já sugeriam que o Planeta b reemite a luz da estrela quase toda a partir do seu hemisfério diurno.
Modelos que distribuem calor de forma eficiente não bateram com a nova curva, enquanto explicações sem atmosfera coincidiram tanto no momento quanto no nível de brilho.
Com esse conjunto, uma atmosfera substancial no Planeta b parece altamente improvável, mesmo antes de qualquer debate sobre a sua composição superficial.
Por que o planeta c resiste
No Planeta c, a divisão também apareceu marcada, com o lado diurno por volta de 99 °C, mas o sinal foi fraco demais para encerrar o tema.
Uma medição de 2023 já tinha excluído uma atmosfera espessa de dióxido de carbono no Planeta c.
Uma hipótese que ainda sobra é a de uma atmosfera muito fina, rica em oxigénio, capaz de transportar apenas uma quantidade modesta de calor antes de o planeta voltar a arrefecer.
Até que cheguem dados mais precisos, tanto uma superfície nua mais refletiva quanto uma atmosfera rarefeita continuam possíveis.
O papel da rocha exposta
Os modelos de superfície acrescentaram outra complicação: num mundo sem atmosfera, o brilho depende fortemente do que a rocha exposta reflete e do que emite.
Uma outra linha de modelagem apontou para rocha ultramáfica - material escuro, rico em ferro e magnésio - como o tipo de superfície mais provável para o Planeta b.
Ainda assim, danos moderados causados por radiação podem escurecer outros materiais e ampliar bastante a margem de incerteza dessa leitura.
Por isso, o resultado diz mais sobre a falta de ar do que sobre o tipo exato de rocha.
Alvos na busca por vida fora da Terra
As perguntas sobre vida, agora, voltam-se para os mundos externos, e não para os dois planetas que orbitam mais perto da estrela.
Mercúrio é um lembrete útil: um planeta rochoso pode perder a sua atmosfera enquanto vizinhos próximos conseguem manter a deles.
Mesmo assim, o par interno ilustra o que radiação intensa e órbitas apertadas podem causar durante a história inicial de um sistema planetário.
Isso pesa em qualquer levantamento de anãs vermelhas, já que essas estrelas são abundantes e os seus planetas são alvos frequentes na procura por vida.
O Webb continua a observar
O Telescópio Espacial James Webb já está a direcionar observações para o Planeta e, um mundo mais distante que fica dentro da zona habitável do sistema.
Medições futuras devem verificar se a distância, por si só, ajuda um planeta a reter gás, água e temperaturas mais amenas.
Enquanto isso, esses planetas internos tornaram-se um caso de referência para interpretar outros mundos rochosos em torno de estrelas fracas e ativas.
A cada novo dado, ficará mais nítida a fronteira entre planetas que apenas se parecem com a Terra em tamanho e aqueles que conseguem sustentar condições semelhantes às da Terra.
O que muda agora
O retrato atualizado é duro: nos dois mundos mais próximos, o dia eterno e a noite eterna não são suavizados por uma atmosfera espessa.
Isso não encerra a procura nesse sistema, mas mostra aos astrónomos onde a esperança se esvai mais depressa - e onde ela ainda pode persistir.
Crédito da imagem: Agência Espacial Europeia
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