Investigadores concluíram que dois planetas do tamanho da Terra, em órbita da anã vermelha próxima TRAPPIST-1, exibem contrastes térmicos entre dia e noite tão extremos que é provável que ambos sejam mundos de rocha exposta.
Esta evidência reduz de forma significativa as regiões onde os astrónomos ainda podem esperar encontrar atmosferas duradouras em torno das estrelas mais comuns da galáxia.
Calor sem ar
Nos dois planetas mais interiores de TRAPPIST-1, um hemisfério permanece sempre voltado para a estrela (em dia permanente) e o outro fica em noite perpétua, originando climas radicalmente diferentes no mesmo corpo.
Ao acompanhar a emissão térmica destes planetas durante quase 60 horas consecutivas, uma equipa da Universidade de Genebra (UNIGE) obteve os primeiros mapas climáticos de mundos rochosos com dimensão semelhante à da Terra.
Os dados mostram que o calor se concentra quase por completo no lado iluminado. No hemisfério nocturno, o sinal térmico é praticamente inexistente, o que aponta para uma diferença superior a 500 °C entre as duas faces.
Uma distribuição tão desequilibrada deixa pouca margem para uma atmosfera mais do que ténue e levanta a questão mais difícil: como é que estes planetas perderam tanto do que poderiam ter retido.
Pistas no escuro
O lado nocturno forneceu o indício mais forte, porque um planeta com atmosfera deveria transportar parte do calor acumulado para a zona em sombra.
As chamadas curvas de fase térmica - variações do sinal de calor ao longo da órbita - permitem perceber se os ventos redistribuem energia à escala global.
Neste caso, os hemisférios escuros mantiveram-se tão fracos que quase não houve transferência de calor, exactamente o comportamento esperado de uma superfície sem ar quando a iluminação cessa.
Esse traço simples permitiu aos astrónomos testar hipóteses sobre atmosferas de forma directa, em vez de inferirem tudo a partir de um único “instantâneo” do hemisfério iluminado.
Os planetas estão em rotação sincronizada
Parte do problema começa na própria estrela: anãs vermelhas próximas podem submeter os planetas mais interiores a radiação intensa e prejudicial durante longos períodos.
A proximidade orbital também faz com que estes mundos fiquem em rotação sincronizada (bloqueio de marés), mantendo sempre a mesma face voltada para a 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, libertando-a sob a forma de radiação infravermelha.
Assim, podem parecer moderados “no papel” e, ainda assim, ser severos à superfície, sobretudo junto ao limite interior.
Um sistema que merece atenção
O sistema TRAPPIST-1, com sete planetas, tem captado o interesse dos astrónomos desde 2017, porque várias das suas órbitas situam-se onde, em princípio, poderia existir água líquida.
Como todos os planetas orbitam a mesma estrela fria, torna-se possível compará-los quase lado a lado e observar como a distância à estrela 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 directora do Centre for Life in the Universe.
Ao começarem pelos dois mundos mais próximos, TRAPPIST-1b (Planeta b) e TRAPPIST-1c (Planeta c), os investigadores escolheram precisamente os alvos onde a exposição estelar deveria ser mais extrema.
O que o planeta b revela
O planeta b ofereceu a resposta mais nítida: um lado diurno acima de 199 °C, um lado nocturno praticamente sem brilho térmico e ausência de um desfasamento claro.
Observações anteriores durante eclipses já sugeriam que o planeta b volta a emitir quase toda a energia recebida a partir do seu hemisfério iluminado.
Os modelos que pressupõem uma redistribuição eficiente do calor não encaixaram na nova curva, enquanto as explicações compatíveis com um mundo sem atmosfera reproduziram tanto a cadência temporal como a intensidade do sinal.
Com esta combinação, uma atmosfera substancial no planeta b torna-se altamente improvável, mesmo antes de se discutir em detalhe qual será a sua composição superficial.
Porque o planeta c não se deixa fechar
O planeta c também apareceu com uma separação muito marcada, com o lado diurno perto de 99 °C, mas com um sinal demasiado fraco para encerrar a questão.
Uma medição de 2023 já tinha excluído, no planeta c, a presença de uma atmosfera espessa de dióxido de carbono.
Uma hipótese que ainda sobra é a de uma atmosfera muito fina, rica em oxigénio, capaz de deslocar apenas uma quantidade modesta de calor antes de o planeta voltar a arrefecer.
Até chegarem dados mais precisos, continuam sobre a mesa tanto um solo exposto mais reflectivo como uma atmosfera ténue.
O papel da rocha exposta
A modelação da superfície acrescentou outra camada de incerteza, porque o brilho de um mundo sem atmosfera depende muito do que a rocha exposta reflecte e do que emite.
Uma outra linha de modelos apontou para rocha ultramáfica - rocha escura rica em ferro e magnésio - como o cenário mais provável para a superfície do planeta b.
Mesmo assim, danos moderados causados por radiação podem escurecer outros materiais e alargar bastante a margem de interpretação.
Por isso, este resultado fala mais da ausência de ar do que do tipo exacto de rocha à superfície.
Alvos na procura de vida extraterrestre
As questões sobre habitabilidade passam agora a concentrar-se nos mundos exteriores, e não nos dois planetas que orbitam mais perto da estrela.
Mercúrio serve aqui de lembrete útil: um planeta rochoso pode perder a sua atmosfera enquanto vizinhos relativamente próximos conseguem mantê-la.
Ainda assim, o par interior ilustra bem o que radiação intensa e órbitas muito fechadas podem provocar durante a fase inicial da história de um sistema planetário.
Isto é relevante para qualquer levantamento de anãs vermelhas, porque estas estrelas são abundantes e os seus planetas são alvos frequentes na busca por vida.
O Webb continua a observar
O Telescópio Espacial James Webb já está a apontar para o planeta e, um mundo mais afastado que se encontra dentro da zona habitável do sistema.
Observações futuras deverão testar se a distância, por si só, ajuda um planeta a reter gases, água e temperaturas mais amenas.
Entretanto, estes planetas interiores tornaram-se um caso de referência para interpretar outros mundos rochosos em torno de estrelas ténues e activas.
Cada nova medição irá tornar mais nítida a fronteira entre planetas que apenas se assemelham à Terra em tamanho e aqueles que conseguem manter condições semelhantes às terrestres.
O que muda agora
O novo quadro é duro: nos dois mundos mais próximos, o dia eterno e a noite permanente não são atenuados por uma atmosfera espessa.
Isto não põe fim à procura neste sistema, mas indica onde a esperança se esgota mais depressa e onde ainda pode persistir.
Crédito da imagem: Agência Espacial Europeia
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