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ago 25

O sistema estelar Trappist-1 é mais velho que nosso Sistema Solar

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Esta ilustração mostra o possível aspecto do sistema TRAPPIST-1 a partir de um ponto de vista próximo do exoplaneta TRAPPIST-1f (direita). Créditos: NASA/JPL-Caltech

Se queremos saber mais sobre se a vida poderá sobreviver em um planeta além do nosso Sistema Solar, é fundamental estimar a idade da sua estrela principal. As estrelas jovens liberam frequentemente radiação altamente energética sob a forma de erupções que podem atingir as superfícies dos seus exoplanetas. Se os exoplanetas são recém-formados, as suas órbitas também podem ser instáveis. Por outro lado, os exoplanetas que orbitam estrelas mais velhas sobreviveram a estes episódios flamejantes e juvenis, mas também foram expostos aos estragos da radiação estelar durante um período de tempo mais longo.

Agora, os astrônomos obtiveram uma boa estimativa da idade de um dos sistemas exoplanetários mais interessantes descobertos até à hoje, TRAPPIST-1, um sistema com sete mundos do tamanho da Terra em órbita de uma anã ultra fria situada a cerca de 40 anos-luz de distância. Os pesquisadores alegam em novo estudo, que a estrela TRAPPIST-1 é muito antiga: tem sua idade estimada entre 5,4 e 9,8 bilhões de anos. Poderá ser até duas vezes mais velha que o nosso próprio Sistema Solar, que se formou há cerca de 4,5 bilhões de anos.

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Comparando os exoplanetas do sistema TRAPPIST-1: este diagrama compara os exoplanetas do sistema TRAPPIST-1, alinhados por ordem de distância à sua estrela hospedeira. As superfícies dos exoplanetas são apresentadas com concepções artísticas das suas potenciais características da superfície, incluindo água, gelo e atmosfera. Créditos: NASA/R. Hurt/T. Pyle

As sete maravilhas de TRAPPIST-1 foram reveladas no início de 2017 em uma conferência de imprensa da NASA, usando uma combinação de resultados do telescópio TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) no Chile, juntamente com o Telescópio Espacial Spitzer da NASA e outros telescópios terrestres. Três dos exoplanetas de TRAPPIST-1 residem na “zona habitável” da estrela, a faixa de distâncias orbitais onde um exoplaneta rochoso com uma atmosfera poderá conseguir suportar a existência de água à sua superfície. Todos os sete exoplanetas sofrem, provavelmente, o bloqueio de marés, isto é, cada um apresenta perpétuos lados diurno e noturno.

Na ocasião da sua descoberta, os cientistas pensavam que o sistema TRAPPIST-1 tinha que ter pelo menos 500 milhões de anos, uma vez que é o tempo necessário para que estrelas de baixa massa como TRAPPIST-1 (apenas 8% da massa do Sol) coalesçam para o seu tamanho mínimo, apenas um pouco maiores que o planeta Júpiter. No entanto, mesmo este limite mínimo de idade era considerado incerto, uma vez que, em tese, a estrela poderia ser quase tão antiga quanto praticamente o próprio Universo. Será que as órbitas deste sistema compacto de exoplanetas eram estáveis? Será que a vida já teria tido tempo suficiente para evoluir em qualquer um destes mundos?

Adam Burgasse, astrônomo da Universidade da Califórnia, San Diego, EUA, autor principal do artigo. Burgasser juntou esforços com Eric Mamajek, cientista do Programa de Exploração Exoplanetária da NASA no JPL da agência espacial em Pasadena, no mesmo estado norte-americano, com o objetivo de calcular a idade de TRAPPIST-1.

Adam Burgasse declarou:

Os nossos resultados ajudam realmente a restringir a evolução do sistema TRAPPIST-1, porque o sistema tem que ter persistido durante milhares de milhões de anos. Isto significa que os exoplanetas tiveram que evoluir juntos, caso contrário o sistema há muito que se teria desmoronado.

Todavia, não está claro o que essa idade mais antiga realmente significa para a habitabilidade dos exoplanetas. Por um lado, as estrelas mais velhas iluminam menos que as estrelas mais jovens. Burgasser e Mamajek confirmaram que TRAPPIST-1 é relativamente silenciosa em comparação com outras anãs ultrafrias. Por outro, tendo em conta que os exoplanetas estão tão próximos da estrela, podem ter absorvido bilhões de anos de radiação altamente energética, radiação esta capaz de “ferver” atmosferas e grandes quantidades de água. De fato, o equivalente a um oceano da Terra poderá ter evaporado de cada exoplaneta em TRAPPIST-1 à exceção dos dois mais distantes: os exoplanetas TRAPPIST-1 g e TRAPPIST-1 h. Em nosso próprio Sistema Solar, Marte é um exemplo de um planeta que provavelmente já teve água líquida sobre sua superfície no passado e que perdeu a maior parte da sua água e da atmosfera devido a radiação altamente energética do Sol ao longo de bilhões de anos.

Entretanto, uma grande idade de uma exoplaneta não significa, necessariamente, que a sua atmosfera foi totalmente destruída. Dado que os exoplanetas de TRAPPIST-1 têm densidades inferiores à da Terra, é possível que grandes reservatórios de moléculas voláteis como a água possam produzir atmosferas espessas que protejam as superfícies planetárias das radiações prejudiciais. Uma atmosfera espessa pode ajudar a redistribuir o calor para os lados noturnos destes exoplanetas bloqueados pelo efeito de maré, aumentando a área habitável. Mas isto também pode criar um efeito estufa, no qual a atmosfera se torna tão espessa que a superfície do planeta sobreaquece, como vemos em Vênus.

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Essa ilustração mostra a hipotética superfície de TRAPPIST-1f, um dos sete mundos recentemente estudados que tem tamanhos similares ao da Terra. Créditos: NASA/JPL-Caltech

Adam Burgasse comentou:

Caso exista vida nesses exoplanetas, eu especularia que deve ser uma vida robusta, porque tem que ser capaz de sobreviver a alguns cenários potencialmente terríveis durante bilhões de anos.

Afortunadamente, as estrelas de baixa massa como TRAPPIST-1 têm temperaturas e brilhos que permanecem relativamente constantes ao longo de trilhões de anos, pontuados por aumentos ocasionais de atividade estelar. Prevê-se que as vidas de estrelas minúsculas como TRAPPIST-1 sejam muito, muito maiores do que a idade de 13,7 bilhões de anos do Universo (o Sol, em comparação, tem uma vida útil estimada em cerca 10 bilhões de anos).

Eric Mamajek explicou:

As estrelas muito mais massivas que o Sol consomem o seu combustível rapidamente, aumentando de brilho ao longo de milhões de anos e explodindo como supernovas. Em contrapartida, TRAPPIST-1 é como uma vela lenta que brilhará por cerca de 900 vezes tempo mais do que a idade atual do Universo.

Algumas das pistas que Burgasser e Mamajek usaram para medir a idade de TRAPPIST-1 incluem a rapidez com que a estrela se move na sua órbita em torno da Via Láctea (estrelas mais rápidas tendem a ser mais velhas), a sua composição química atmosférica e quantas erupções TRAPPIST-1 teve durante períodos observacionais. Todas estas variáveis apontaram para uma idade substancialmente maior do que a do nosso Sol.

Observações futuras com o Telescópio Espacial Hubble da NASA e com o futuro Telescópio Espacial James Webb poderão revelar se estes exoplanetas têm atmosferas e se são, ou não, como a da Terra.

Tiffany Kataria, cientista exoplanetária do JPL, que não esteve envolvida no estudo, destacou:

Estes novos resultados fornecem um contexto útil para futuras observações dos exoplanetas de TRAPPIST-1, o que nos poderá dar mais informações sobre a formação e evolução das atmosferas planetárias, e se estas persistem ou não.

As observações futuras com o Spitzer poderão ajudar os cientistas a aprimorar as suas estimativas das densidades dos exoplanetas de TRAPPIST-1, o que fornecerá mais dados sobre suas composições.

Fonte

NASA: TRAPPIST-1 is Older Than Our Solar System

._._.

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