Super-Terras são maiores, mais comuns e mais habitáveis ​​do que a própria Terra – e os astrônomos estão descobrindo mais dos bilhões que eles acham que estão por aí

Super-Terras são maiores, mais comuns e mais habitáveis ​​do que a própria Terra – e os astrônomos estão descobrindo mais dos bilhões que eles acham que estão por aí

Os astrônomos agora descobrem rotineiramente planetas orbitando estrelas fora do sistema solar – eles são chamados de exoplanetas. Mas no verão de 2022, as equipes que trabalham na NASA Satélite de Pesquisa de Exoplanetas em Trânsito encontraram alguns planetas particularmente interessantes orbitando nas zonas habitáveis ​​de suas estrelas-mãe.

Um planeta é 30% maior que a Terra e orbita sua estrela em menos de três dias. O outro é 70% maior que a Terra e pode hospedar um oceano profundo. Estes dois exoplanetas são super terras – mais massivo que a Terra, mas menor que gigantes de gelo como Urano e Netuno.

Eu sou um professor de astronomia que estuda núcleos galácticos, galáxias distantes, astrobiologia outro exoplanetas. Acompanho de perto a busca por planetas que possam abrigar vida.

A Terra ainda é o único lugar no universo que os cientistas sabem que abriga vida. Parece lógico focar a busca por vida em clones da Terra – planetas com propriedades próximas às da Terra. Mas a pesquisa mostrou que a melhor chance que os astrônomos têm de encontrar vida em outro planeta é provavelmente em uma super-Terra semelhante às encontradas recentemente.

Uma super-Terra é qualquer planeta rochoso maior que a Terra e menor que Netuno.
Aldaron, CC BY-SA

Comum e fácil de encontrar

A maioria das super-Terras orbita estrelas anãs frias, que são mais baixas em massa e vivem muito mais que o Sol. Existem centenas de estrelas anãs frias para cada estrela como o Sol, e os cientistas descobriram super-Terras orbitando 40% dos anões legais eles analisaram. Usando esse número, os astrônomos estimam que existem dezenas de bilhões de super-terras em zonas habitáveis ​​onde a água líquida pode existir apenas na Via Láctea. Como toda a vida na Terra usa água, acredita-se que a água seja fundamental para a habitabilidade.

Com base nas projeções atuais, cerca de um terço de todos os exoplanetas são super-Terras, tornando-os o tipo mais comum de exoplaneta na Via Láctea. O mais próximo é apenas seis anos-luz de distância da Terra. Você até diz que nosso sistema solar é incomum, pois não tem um planeta com uma massa entre o poder da Terra e Netuno.

Um diagrama mostrando como um planeta passando na frente de uma estrela pode diminuir a luz.

A maioria dos exoplanetas são descobertos procurando como eles diminuem a luz vinda de suas estrelas-mãe, então planetas maiores são mais fáceis de encontrar.
Nikola Smolensky, CC BY-SA

Outra razão pela qual as super-Terras são alvos ideais na busca pela vida é que elas são muito mais fáceis de detectar e estudar do que planetas do tamanho da Terra. Existem dois métodos que os astrônomos usam para detectar exoplanetas. Um procura o efeito gravitacional de um planeta em sua estrela-mãe e o outro procura um breve escurecimento da luz de uma estrela à medida que o planeta passa na frente dela. Ambos os métodos de detecção são mais fáceis com um planeta maior.

Super Terras são super habitáveis

Há mais de 300 anos, o filósofo alemão Gottfried Wilhelm Leibniz argumentou que a Terra era o “melhor de todos os mundos possíveis.” O argumento de Leibniz pretendia abordar a questão de por que o mal existe, mas os astrobiólogos modernos exploraram uma questão semelhante perguntando o que torna um planeta hospitaleiro para a vida. Acontece que a Terra não é o melhor de todos os mundos possíveis.

Devido à atividade tectônica da Terra e às mudanças no brilho do Sol, o clima mudou ao longo do tempo de um oceano fervente para um frio congelante em todo o planeta. A Terra tem sido inabitável para humanos e outras criaturas maiores durante a maior parte de sua história de 4,5 bilhões de anos. As simulações sugerem o longo prazo habitabilidade da Terra não era inevitável, mas foi uma questão de sorte. Os humanos são literalmente sortudos por estarem vivos.

Os pesquisadores chegaram a um lista de atributos que tornam um planeta muito condutivo para a vida. Planetas maiores são mais propensos a serem geologicamente ativos, uma característica que os cientistas pensariam promover a evolução biológica. Assim, o planeta mais habitável teria aproximadamente o dobro da massa da Terra e seria entre 20% e 30% maior em volume. Também teria oceanos rasos o suficiente para que a luz estimulasse a vida até o fundo do mar e uma temperatura média de 25 graus Celsius. Teria uma atmosfera mais espessa que a da Terra que atuaria como uma manta isolante. Finalmente, tal planeta orbitaria uma estrela mais velha que o Sol para dar vida por mais tempo para se desenvolver, e teria um forte campo magnético que protege contra a radiação cósmica. Os cientistas pensam que esses atributos combinados tornarão um planeta super habitável.

Por definição, as super-Terras têm muitos dos atributos de um planeta super habitável. Até agora, os astrônomos descobriram duas dúzias de exoplanetas da super-Terra que são, se não o melhor de todos os mundos possíveis, teoricamente mais habitáveis ​​que a Terra.

Recentemente, houve uma adição interessante ao inventário de planetas habitáveis. Os astrônomos têm começou a descobrir exoplanetas que foram ejetado de seus sistemas estelarese pode haver bilhões deles vagando pela Via Láctea. Se uma super-Terra for ejetada de seu sistema estelar e tiver uma atmosfera densa e superfície aquosa, poderia sustentar a vida por dezenas de bilhões de anosmuito mais do que a vida na Terra poderia persistir antes que o Sol morra.

Um mundo aquoso na frente de uma estrela fraca.

Uma das super-Terras recém-descobertas, TOI-1452b, pode estar coberta por um oceano profundo e ser propícia à vida.
Benoit Gougeon, Universidade de Montreal, CC BY-ND

Detectando vida em super-terras

Para detectar vida em exoplanetas distantes, os astrônomos procurarão bioassinaturas, subprodutos da biologia que são detectáveis ​​na atmosfera de um planeta.

O Telescópio Espacial James Webb da NASA foi projetado antes dos astrônomos descobrirem exoplanetas, então o telescópio não é otimizado para pesquisa de exoplanetas. Mas é capaz de fazer parte dessa ciência e está programado para alvo duas super-terras potencialmente habitáveis em seu primeiro ano de operação. Outro conjunto de super-Terras com oceanos massivos descobertos nos últimos anos, bem como os planetas descobertos neste verão, também são alvos atraentes para James Webb.

Mas as melhores chances de encontrar sinais de vida em atmosferas de exoplanetas virão com a próxima geração de telescópios gigantes terrestres: o Telescópio extremamente grande de 39 metrosa Telescópio de trinta metros e a Telescópio Gigante de Magalhães de 24,5 metros. Esses telescópios estão todos em construção e devem começar a coletar dados até o final da década.

Os astrônomos sabem que os ingredientes para a vida estão lá fora, mas habitável não significa habitado. Até que os pesquisadores encontrem evidências de vida em outros lugares, é possível que a vida na Terra tenha sido um acidente único. Embora existam muitas razões pelas quais um mundo habitável não teria sinais de vidase, nos próximos anos, os astrônomos olharem para essas super-Terras super habitáveis ​​e não encontrarem nada, a humanidade poderá ser forçada a concluir que o universo é um lugar solitário.