Planeta "Super-Terra" apresenta indícios de que pode ter atmosfera

Cientistas afirmam ter detectado indícios promissores de que um planeta orbitando uma estrela a 49 anos-luz da Terra pode ter uma atmosfera, tornando-o potencialmente habitável.

Chamado LHS 1140b, o objeto tem cerca de cinco vezes a massa do nosso planeta, ou seja, é uma “Super-Terra”. Este planeta orbita sua estrela na “zona habitável”, o que significa que sua temperatura superficial não é muito quente nem muito fria para que haja água líquida.

“Acreditamos que seja predominantemente um planeta rochoso, com base em sua massa e nas medições de seu raio, o que nos dá uma estimativa de densidade”, disse Collin Cherubim, cientista planetário e principal autor de um artigo sobre a descoberta, publicado em 16 de julho na revista Science.

“Parece ser compatível com a Terra, o que significa que pode ter um núcleo de ferro e um manto de silicato, além de algum tipo de componente de baixa densidade, que provavelmente é uma combinação de água e, agora sabemos, uma atmosfera”, disse Cherubim, bolsista Sagan da Nasa na Universidade de Chicago. Ele conduziu a pesquisa durante seus estudos de doutorado na Universidade de Harvard.

Os astrônomos descobriram mais de 6.200 exoplanetas desde a descoberta dos primeiros, na década de 1990. O Telescópio Espacial Hubble encontrou evidências, em 2001, de uma atmosfera em um exoplaneta gigante gasoso orbitando uma estrela a cerca de 150 anos-luz da Terra.

Caso observações futuras confirmem as descobertas, LHS 1140b representaria a primeira descoberta de uma atmosfera em um planeta rochoso na zona habitável de outra estrela.

Sinais de um planeta habitável

Observar as atmosferas de planetas rochosos distantes é difícil, pois esses corpos celestes são pequenos e suas atmosferas são tênues. Os astrônomos precisam esperar que um planeta passe em frente à sua estrela hospedeira. De forma semelhante a um eclipse, à medida que a luz se filtra pela atmosfera, ela pode revelar a assinatura de um gás.

Atualmente, não há evidências de vida ou de uma atmosfera capaz de sustentar a vida em LHS 1140b, mas Cherubim afirmou acreditar que se trata de um candidato formidável para potenciais indícios de vida extraterrestre.

“Acho que é o melhor lugar para procurar vida fora do sistema solar neste momento”, disse ele. “É predominantemente rochoso, tem a temperatura certa para sustentar água líquida na superfície e possui uma atmosfera — esses são os três ingredientes principais que procuramos.”

Para identificar a atmosfera, Cherubim desenvolveu inicialmente um modelo baseado na suposição generalizada de que muitos planetas se formam com atmosferas dominadas por hidrogênio e hélio — os elementos mais abundantes do universo. À medida que alguns desses planetas evoluem para corpos rochosos, eles perdem a maior parte do hidrogênio, mas conseguem reter o hélio, por ser ligeiramente mais pesado.

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Cherubim usou o modelo para encontrar exoplanetas conhecidos cuja massa, raio e temperatura os tornariam propensos a terem passado por esse processo e, em seguida, procurou o hélio revelador. Usando o telescópio Magellan Clay no Observatório Las Campanas, no Chile, em setembro de 2024, ele encontrou hélio escapando de LHS 1140b.

“Você está removendo o hidrogênio, mantendo o hélio, e acaba com uma espécie de mundo de hélio”, disse ele. “Acreditamos que o LHS 1140b está nesse ponto ideal, onde perdeu o hidrogênio e manteve o hélio, que agora está escapando lentamente.”

O hélio sozinho provavelmente não seria adequado para sustentar a vida, mas espera-se que outros gases, como o oxigênio, possam acompanhá-lo.

“Ainda não detectamos outras moléculas na atmosfera, mas estou otimista”, disse Cherubim. “Eu diria que eventualmente encontraremos algo.”

'Será que podemos encontrar água em seguida?'

A estrela hospedeira de LHS 1140b é uma anã vermelha, o tipo mais comum de estrela no universo. Como as anãs vermelhas são menores e mais frias do que outras estrelas, é mais fácil verificar a presença de atmosferas em planetas que orbitam ao seu redor, devido ao brilho e à luminosidade reduzidos. No entanto, as estrelas anãs vermelhas também são mais ativas do que estrelas como o nosso Sol e podem destruir completamente as atmosferas. "Elas são estrelas realmente vigorosas e ferozes que emitem muitos raios X e radiação ultravioleta", disse Cherubim, "o que é muito prejudicial para as atmosferas, pois as aquece, expande e as expulsa para o espaço."

Confirmar a existência de uma atmosfera em um planeta rochoso orbitando uma anã vermelha seria particularmente empolgante, disse Cherubim, porque a possibilidade disso acontecer é uma questão em aberto na astronomia. “Planetas rochosos podem ter atmosferas ao redor de anãs vermelhas? Este é o primeiro ‘sim’ genuíno”, disse ele. “É um alívio para muitos de nós. Mas ainda não há um veredito. Talvez este seja um planeta peculiar, um caso atípico, ou talvez seja o primeiro de muitos. Ainda não sabemos.”

Em uma observação de acompanhamento do planeta, realizada um ano depois, em 2025, Cherubim e sua equipe não detectaram mais hélio. O estudo concluiu que essa ausência poderia ser explicada por uma variabilidade na taxa de escape do hélio, o que a teria colocado abaixo do limite de sensibilidade do instrumento. No entanto, Cherubim admitiu: "Esse é um grande mistério no momento, sobre o qual estamos pensando muito ativamente."

Os pesquisadores iniciarão uma nova rodada de observações do LHS 1140b no outono. "Também solicitei tempo de observação em um instrumento ainda mais sensível no Chile, e espero que seja aprovado", disse Cherubim. "Várias outras pessoas também estarão observando. O Telescópio Espacial James Webb vai observá-lo. O Hubble também. Basicamente, todos que puderem vê-lo estarão de olho nele."

Jason Dittmann, coautor do estudo, compartilha o alívio de Cherubim com a descoberta. "Eu estava começando a me preocupar que talvez atmosferas ao redor de planetas rochosos não fossem tão comuns ou que anãs vermelhas não fossem bons hospedeiros planetários", disse Dittmann, professor assistente de astronomia da Universidade da Flórida, em um e-mail. "Então, acho que encontrar um exemplo positivo de um planeta rochoso com atmosfera é realmente significativo. É o que esperávamos encontrar há anos. O que mais existe além de hélio? Será que podemos encontrar água em seguida? Algo mais? A importância deste resultado reside em toda a empolgação sobre quais outras perguntas poderemos fazer no futuro."

Para Dittmann, é especialmente emocionante que o LHS 1140b receba a atenção de tantos cientistas, pois ele liderou a equipe que descobriu o exoplaneta em 2017.

“É como se meu pequeno planeta tivesse crescido de verdade”, disse ele. “Espero que comecemos a ver mais atmosferas de planetas rochosos nos próximos anos. Posso acabar me arrependendo do que disse, mas se tivesse que apostar agora, diria que este é o primeiro de muitos, talvez até vários. E será muito emocionante comparar esses planetas uns com os outros e ver o que os diferencia.”

O problema de acompanhamento

As observações do LHS 1140b são inovadoras, fornecendo a evidência mais forte até agora da existência de uma atmosfera em um exoplaneta rochoso na zona habitável, disse Ana Glidden, pesquisadora de pós-doutorado no Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em um e-mail.

“Como LHS 1140 b orbita uma estrela calma e é uma super-Terra, as chances de ela manter uma atmosfera são favoráveis”, acrescentou Glidden, que não participou do estudo. “No entanto, mais observações são cruciais para confirmar o resultado e entender por que o hélio foi detectado na primeira observação, mas não na segunda.”

Michaël Gillon, diretor de pesquisa da Unidade de Pesquisa em Astrobiologia da Universidade de Liège, na Bélgica, considerou o estudo empolgante e com um resultado potencialmente histórico. No entanto, ele alertou que não há provas definitivas de que LHS 1140b possua uma atmosfera substancial. Ele também não participou do estudo.

“O sinal de hélio foi detectado apenas uma vez e estava ausente em observações subsequentes em 2025”, escreveu Gillon em um e-mail. “A ausência de uma segunda detecção exige cautela e, antes de tirar conclusões sobre a natureza de qualquer atmosfera subjacente, é necessário estabelecer que o sinal de hélio está genuinamente associado ao planeta e é reproduzível.”

Se a detecção de hélio puder ser confirmada, no entanto, as implicações seriam profundas, disse Gillon. "Até agora, tínhamos apenas evidências limitadas de atmosferas em exoplanetas rochosos temperados", acrescentou. "Demonstrar que LHS 1140 b reteve uma atmosfera substancial ao longo de bilhões de anos mostraria que pelo menos algumas Super-Terras na zona habitável ao redor de anãs vermelhas podem sobreviver à intensa atividade inicial de suas estrelas hospedeiras."

Tal resultado fortaleceria significativamente as perspectivas de encontrar mundos rochosos verdadeiramente habitáveis ​​nas proximidades, concluiu Gillon, e tornaria LHS 1140b um dos alvos prioritários para o Telescópio Espacial James Webb e futuros observatórios.