Investigadores concluíram que dois planetas com dimensões semelhantes às da Terra, em órbita da estrela anã vermelha próxima TRAPPIST-1, apresentam contrastes térmicos tão extremos entre o dia e a noite que ambos serão, muito provavelmente, mundos de rocha nua.
Esta descoberta restringe de forma significativa os locais onde os astrónomos ainda podem esperar encontrar atmosferas duradouras em redor das estrelas mais comuns da galáxia.
Calor sem atmosfera
Nos dois planetas mais interiores de TRAPPIST-1, um hemisfério permanece sob luz permanente, enquanto o outro fica mergulhado numa noite contínua, originando climas radicalmente distintos no mesmo mundo.
Ao analisarem o calor emitido pelos planetas durante quase 60 horas consecutivas, uma equipa da Universidade de Genebra (UNIGE) produziu os primeiros mapas climáticos destes mundos rochosos com tamanho semelhante ao da Terra.
Os cientistas verificaram que o calor se concentra quase por completo no lado voltado para a estrela. Nos hemisférios nocturnos, praticamente não foi detetado calor, existindo uma diferença superior a 500 °C entre os dois lados.
Um padrão tão desequilibrado deixa pouca margem para uma atmosfera mais espessa do que uma camada muito ténue e levanta uma questão mais difícil: porque perderam estes mundos tanto daquilo que poderiam ter retido?
Indícios na escuridão
A noite forneceu a pista mais forte, pois um planeta com atmosfera deveria transferir para a escuridão parte do calor que armazenou.
Estas curvas de fase térmica - alterações no sinal de calor de um planeta ao longo da sua órbita - mostram se os ventos conseguem redistribuir energia.
Neste caso, os hemisférios escuros mantiveram-se tão pouco brilhantes que o calor quase não se deslocava, precisamente o comportamento de uma superfície sem atmosfera quando termina a iluminação diurna.
Este sinal simples permitiu aos astrónomos testar diretamente hipóteses sobre atmosferas, em vez de especularem a partir de uma única observação do hemisfério iluminado.
Os planetas estão em rotação sincronizada
A dificuldade começa na própria estrela, já que as anãs vermelhas próximas podem bombardear os seus planetas mais próximos com radiação prejudicial durante longos períodos.
A proximidade orbital também deixou estes mundos em rotação sincronizada: apresentam sempre a mesma face à estrela, enquanto a outra permanece na escuridão.
Sem atmosfera, o lado diurno continua a absorver energia, ao passo que o lado nocturno a perde rapidamente à medida que o calor infravermelho escapa.
No papel, estes mundos podem parecer temperados, mas à superfície podem ser implacáveis, sobretudo perto do limite interior.
Um sistema que merece atenção
O sistema TRAPPIST-1, com sete planetas, desperta o interesse dos astrónomos desde 2017, porque vários dos seus mundos orbitam numa região onde a água líquida poderia, em princípio, existir.
Como todos os planetas giram em torno da mesma estrela fria, os investigadores conseguem compará-los quase lado a lado e observar de que forma a distância altera o resultado.
“O sistema TRAPPIST-1 é incrível! Sete planetas, alguns com massas semelhantes à da Terra, orbitam a mesma estrela”, afirmou Emeline Bolmont, professora associada do Departamento de Astronomia da UNIGE e diretora do Centro para a Vida no Universo.
Ao concentrarem-se primeiro nos dois mundos mais próximos, TRAPPIST-1b (Planeta b) e TRAPPIST-1c (Planeta c), a equipa selecionou os locais onde a exposição estelar deveria ser mais intensa.
O que revela o planeta b
O planeta b forneceu a resposta mais clara: o lado diurno ultrapassa os 199 °C, o lado nocturno quase não emite brilho e não existe um desfasamento evidente.
Observações anteriores de eclipses já tinham sugerido que o planeta b reemite a luz da estrela quase inteiramente pelo seu lado diurno.
Os modelos que distribuem calor com eficiência não coincidiram com a nova curva, enquanto as explicações sem atmosfera corresponderam tanto ao momento como à intensidade do brilho.
Esta combinação torna uma atmosfera substancial no planeta b muito pouco provável, mesmo antes de os cientistas discutirem a composição da sua superfície.
Porque o planeta c continua a suscitar dúvidas
O planeta c também apresentou uma divisão acentuada, com o lado diurno próximo dos 99 °C, mas com um sinal demasiado fraco para esclarecer todas as questões.
Uma medição realizada em 2023 já tinha excluído a existência de uma atmosfera espessa de dióxido de carbono no planeta c.
Uma hipótese ainda possível é a de uma atmosfera muito fina e rica em oxigénio, capaz de deslocar apenas uma quantidade modesta de calor antes de o planeta voltar a arrefecer.
Até serem obtidos dados mais precisos, continuam em aberto tanto uma superfície nua mais refletora como uma atmosfera ténue.
O papel da rocha exposta
Os modelos de superfície acrescentaram outra dimensão à análise, pois o brilho de um mundo sem atmosfera depende fortemente da forma como a rocha exposta reflete e emite energia.
Outra linha de modelação apontou para rocha ultramáfica - uma rocha escura, rica em ferro e magnésio - como a superfície mais provável do planeta b.
Danos moderados provocados pela radiação também poderiam escurecer outros materiais e tornar essa conclusão muito menos precisa.
Por essa razão, o resultado revela mais sobre a ausência de atmosfera do que sobre o tipo exato de rocha.
Alvos na procura de vida extraterrestre
As questões sobre vida concentram-se agora nos mundos exteriores, e não nos dois planetas que orbitam mais perto da estrela.
Mercúrio é um lembrete útil: um mundo rochoso pode perder a sua atmosfera enquanto vizinhos próximos conservam as suas.
Ainda assim, o par interior mostra o que a radiação intensa e as órbitas apertadas podem provocar durante a história inicial de um sistema planetário.
Isto é relevante para todos os levantamentos de anãs vermelhas, pois estas estrelas são abundantes e os seus planetas constituem alvos frequentes na procura de vida.
O Webb continua a observar
O Telescópio Espacial James Webb já está a dirigir a sua atenção para o planeta e, um mundo mais distante situado na zona habitável do sistema.
As observações futuras deverão testar se a distância, por si só, ajuda um planeta a conservar gases, água e temperaturas mais amenas.
Entretanto, estes planetas interiores tornaram-se um caso de referência para interpretar outros mundos rochosos em redor de estrelas fracas e ativas.
Cada nova medição tornará mais nítida a distinção entre planetas que apenas se assemelham à Terra em tamanho e aqueles que conseguem manter condições semelhantes às terrestres.
O que muda agora
A nova perspetiva é clara: nos dois mundos mais próximos, o dia permanente e a noite permanente não são moderados por uma atmosfera espessa.
Isto não encerra a procura neste sistema, mas indica aos astrónomos onde a esperança desaparece mais depressa e onde ainda se mantém.
Crédito da imagem: Agência Espacial Europeia
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