Gliese 581g

Gliese 581 g: cientistas descobriram uma nova e inédita super Terra que orbita sua estela mãe na Zona Habitável

Representação artística que ilustra o exoplaneta Gliese 581g.Representação artística que ilustra o exoplaneta Gliese 581 g. Crédito: NASA/Lynette Cook

Uma equipe de caçadores de planetas liderada pelos astrônomos da Universidade da Califórnia em Santa Cruz e da Instituição Carnegie de Washington anunciou a descoberta de uma Super-Terra com três vezes a massa da Terra. O exoplaneta, chamado de Gliese 581 g, orbita uma estrela anã vermelha a uma distância que o coloca diretamente no meio da “zona habitável” do sistema, a região ótima que permite ao exoplaneta sustentar água líquida na sua superfície. Se confirmado, este mundo pode ser considerado como o exoplaneta mais parecido com a Terra já descoberto e o primeiro forte caso de uma exoplaneta potencialmente habitável.


Este diagrama mostra as distâncias dos planetas em nosso Sistema Solar (linha superior) e as distâncias no sistema Gliese 581 (linha inferior), a partir de suas respectivas estrelas (à esquerda). A zona de habitação está indicada pela área azul. Gliese 581 g reside entre Gliese 581 c e Gliese 581 d e tal equivale a posição da Terra em relação ao Sol em termos de habitabilidade. Crédito: ESOEste diagrama (criado antes desta descoberta) mostra as distâncias dos planetas em nosso Sistema Solar (linha superior) e as distâncias no sistema Gliese 581 (linha inferior), a partir de suas respectivas estrelas (à esquerda). A zona de habitação está indicada pela área azul. O novo exoplaneta Gliese 581 g reside justamente entre Gliese 581 c e Gliese 581 d e tal equivale a posição da Terra em relação ao Sol em termos de habitabilidade. Da mesma forma Gliese 581 c está em posição equivalente a de Vênis e Gliese 581 d está em distância equivalente a de Marte. Crédito: ESO

O que é ‘Habitabilidade’?

Para os astrônomos, um exoplaneta “potencialmente habitável” é aquele que pode sustentar a vida, mas não necessariamente um mundo em que os humanos considerariam um lugar agradável para viver. A habitabilidade depende de muitos fatores, mas a presença da água líquida na superfície e a existência de uma atmosfera consistente estão entre os mais importantes.

“Nossa descoberta sugere um caso muito convincente para um planeta potencialmente habitável”, disse Steven Vogt, professor de astronomia e astrofísica da Universidade da Califórnia em Santa Cruz. “O fato de sermos capazes de detectar esse planeta tão rapidamente e tão perto (20,3 ± 0,3 anos-luz) nos diz que exoplanetas como este devem ser comuns.”

Estas conclusões foram baseadas em uma longa campanha com 11 anos de observações através do observatório WM Keck, no Havaí. “Técnicas avançadas combinadas com os tradicionais telescópios terrestres continuam a liderar a revolução da busca por exoplanetas”, disse Paul Butler, da Carnegie Institution. “Nossa capacidade de encontrar mundos potencialmente habitáveis agora está limitada pela disponibilidade de tempo de telescópio.”

Vogt e Butler lideram a pesquisa de exoplanetas chamada Lick-Carnegie Exoplanet Survey. Os resultados da equipe estão relatados em um artigo a ser publicado no Astrophysical Journal e disponível online em arXiv.org. Os co-autores são: o associado de pesquisa do cientista Eugenio Rivera UC Santa Cruz; o associado Nader Haghighipour, astrônomo da Universidade do Havaí, Manoa e os pesquisadores Gregory Henry e Michael Williamson do Tennessee State University.

As órbitas dos planetas no sistema Gliese 581 são comparadas com as dos planetas d nosso próprio sistema solar. A estrela Gliese 581 tem cerca de 30% da massa do nosso Sol e o exoplaneta mais externo é mais próximo de sua estrela do que a Terra é o sol. O quarto exoplaneta, Gliese 581g, é um exoplaneta em posição orbital favorável a sustentar a vida. Crédito: Zina Deretsky, National Science FoundationAs órbitas dos planetas no sistema Gliese 581 são neste diagrama comparadas com as dos planetas do nosso Sistema Solar. A estrela Gliese 581 tem cerca de 30% da massa do nosso Sol e o exoplaneta mais externo é mais próximo de sua estrela do que a Terra é do Sol. O quarto exoplaneta, Gliese 581 g, é um exoplaneta em posição orbital favorável a sustentar a vida. Crédito: Zina Deretsky, National Science Foundation

O artigo relata a descoberta de dois novos exoplanetas em torno da estrela anã vermelha Gliese 581 (Gliese 581 f e Gliese 581 g). Isto eleva para 6 o número total de planetas conhecidos ao redor desta estrela, tornando este sistema o mais rico em planetas depois do nosso Sistema Solar. Como observamos aqui no Sistema Solar, os planetas ao redor de Gliese 581 também têm órbitas quase circulares.

A super Terra Gliese 581 g

Contudo, o mais interessante dos dois novos exoplanetas é Gliese 581 g, com uma massa de três a quatro vezes a da Terra e um período orbital (tempo que o exoplaneta leva para dar uma volta completa em tordo do seu sol) com duração estimada cerca de 36,7 dias terrestres. Sua massa indica que ele é provavelmente um planeta rochoso, com uma superfície definida e com gravidade suficiente para manter uma atmosfera consistente, segundo Vogt.

O sistema Gliese 581, localizado a 20,3 (±0,3) anos-luz de distância da Terra, na constelação de Libra, tem uma história notável de créditos em relação a exoplanetas habitáveis. Dois exoplanetas detectados anteriormente neste sistema residem justamente nas bordas da sua zona habitável, um no lado quente (Gliese 581 c) e um no lado frio (Gliese 581 d).

E Gliese 581 d ?

Enquanto alguns astrônomos sustentam que Gliese 581 d possa também ser habitável se ele possuir uma atmosfera densa, com um forte efeito estufa para aquecê-lo, há outros que permanecem céticos. O exoplaneta recém-descoberto (Gliese 581 g), no entanto, fica bem meio da Zona Habitável, também chamada de “Goldilocks Zone”, ou seja, a “Zona de Cachinhos Dourados”, por causa da história “Cachinhos dourados e os três ursos”. O Princípio de Cachinhos Dourados (The Goldilocks Principle) descreve uma situação em que “somente uma é correta”, de forma semelhante ao retratado no conto. O conceito prevalece não só na literatura, mas também na astronomia e na economia. Um “planeta Goldilocks” não é demasiado perto nem demasiado longe de uma estrela para excluir a vida, enquanto uma “economia Goldilocks” descreve um cenário em que sustentar o crescimento moderado e inflação baixa é visto como um mercado que permite que uma política monetária amigável.

“Tínhamos exoplanetas em ambos os lados da zona habitável, um muito quente e um bem frio, e agora temos um no meio, que é o certo”, afirmou Vogt.

Entre a noite eterna e o dia permanente

A pequena distância em relação a sua estrela implica que o exoplaneta está “amarrado” pela gravidade a sua estrela, o que significa que um lado está sempre voltado para Gliese 581, banhado com a luz do dia perpétua, enquanto o lado voltado para o lado contrário permanece em eterna escuridão. Um dos efeitos da rotação sincrônica é estabilizar os climas da superfície do planeta, de acordo com Vogt. A zona mais habitável na superfície do planeta deve ser a linha entre a sombra e a luz (que os astrônomos chamam de “Terminator”, em inglês), onde as temperaturas de superfície diminuem na direção do lado escuro e aumentam na direção do lado eternamente banhado pela luz da estela Gliese 581.

“Qualquer forma de vida emergente teria uma grande variedade de climas estáveis para se estabelecer e evoluir em volta, dependendo da longitude”, disse Vogt.

Os pesquisadores estimam que a temperatura média da superfície do planeta se situa entre -31 e -12 graus Celsius na zona chamada de “Terminator”. Por outro lado as temperaturas verdadeiras poderão variar do extremamente quente no lado voltado para a estrela até o muito frio no lado de noite permanente.

Gravidade agradável em uma super Terra

Se Gliese 581 g possuir uma composição rochosa semelhante à da Terra, seu diâmetro pode ser estimado entre cerca de 1,3 a 1,5 vezes o da Terra. A gravidade na superfície seria praticamente a mesma ou ligeiramente maior que a da Terra, de modo que um astronauta (com roupas bem leves, é claro) poderia caminhar sem maiores problemas ereto sobre o planeta, disse Vogt.

Dados de Gliese 581 g:

  • Massa: 3,1 a 4,3 M⊕
  • Raio (r): 1,3 a 1,5 R⊕ (se sua densidade/composição for similar a da Terra)
  • Gravidade na superfíce: 1,1 a 1,7 g
  • Período orbital: 36,652 (± 0,052) dias (terrestres)
  • Distância da sua estrela: 0,14601 (± 0,00014) UA

11 anos de trabalho!


As novas descobertas são baseadas em 11 anos de observações da anã vermelha Gliese 581 utilizando o espectrômetro de HIRES (concebido por Vogt) no telescópio Keck I, do Observatório WM Keck, no Havaí. O espectrômetro fornece medições precisas de velocidade radial de uma estrela (o seu movimento ao longo da linha de visão da Terra), que pode revelar a presença de exoplanetas. O puxão gravitacional de um exoplaneta em órbita provoca mudanças periódicas na velocidade radial da estrela-mãe. Vários exoplanetas induzem oscilações muito complexas no movimento da estrela e os astrônomos usam sofisticadas análises para detectá-los e determinar suas órbitas e massas.

“Foi extremamente difícil conseguir detectar um exoplaneta como este”, disse Vogt. “Cada vez que nós medimos a velocidade radial, nós gastamos uma noite operando o telescópio e para detectar este exoplaneta foram executadas mais de 200 observações com uma precisão de cerca de 1,6 metros por segundo.”

Para chegar a este número as medições de velocidade radial (238 no total), a equipe de Vogt combinou suas observações no dispositivo HIRES com os dados publicados a partir de outro grupo liderado pelo Observatório de Genebra (HARPS, o projeto High Accuracy Radial velocity Planetary Search).

Além das observações de velocidade radial, os co-autores Henry e Williamson fizeram medições precisas noturnas do brilho das estrelas com um dos telescópios robóticos da Tennessee State University. “As nossas medições de brilho verificaram que as variações de velocidade radial são causados por este novo exoplaneta em órbita e não por qualquer processo dentro da própria estrela”, disse Henry.


Exoplaneta em Gliese 581 visto por sua exolua. Crédito: Lynette CookExoplaneta orbitando uma anã vermelha, visto por sua exolua. Crédito: Lynette Cook

Os pesquisadores analisaram também as implicações desta descoberta em relação ao número de estrelas que são susceptíveis de ter, pelo menos, um potencial exoplaneta habitável. Dado o número relativamente pequeno de estrelas que foram cuidadosamente monitoradas pelos caçadores de exoplanetas, esta descoberta veio surpreendentemente cedo.

Vogt falou que “Se estes exoplanetas são raros, não deveria ter sido encontrado de uma forma tão rápida e tão perto de nós”. Vogt está otimista e sustentou que “O número de sistemas com planetas potencialmente habitáveis, provavelmente da ordem de 10% ou 20%, e quando você multiplicar isso por centenas de bilhões de estrelas na Via Láctea, que é um número grande. Pode haver dezenas de bilhões de estes sistemas em nossa galáxia”. Será mesmo? Muito em breve saberemos… [clique aqui].

Nós recomendamos fortemente a leitura de opiniões mais conservadoras de alguns especialistas em:

  1. Centauri Dreams: Gl 581g: Rocky and Potentially Habitable
  2. Life Unbounded: A habitable Planet

Esta pesquisa foi suportada por concessões da National Science Foundation e da NASA.

A Palestra de Steve Vogt no SETI

Para conhecer mais sobre o trabalho da equipe do Lick-Carnegie Planet Survey assistam abaixo a palestra de Steve Vogt, o responsável pelo desenho e desenvolvimento do espectrógrafo de alta precisão HIRES usado nesta pesquisa. Steve Vogt é uma figura importantíssima na espectroscopia de precisão e está associado aos grandes avanços técnicos na busca pelos exoplanetas. Outro fato interessante a lembrar é que Steve Vogt foi orientador no doutorado do lendário caçador de exoplanetas Geoffrey Marcy.

Fontes

Eurekalert: Newly discovered planet may be first truly habitable exoplanet

USSC: Newly discovered planet may be first truly habitable exoplanet

The Register: HABITABLE ALIEN WORLD discovered 20 light-years away!

Artigo científico


ArXiv.org: The Lick-Carnegie Exoplanet Survey: A 3.1 M_Earth Planet in the Habitable Zone of the Nearby M3V Star Gliese 581 – Autores: Steven S. Vogt, R. Paul Butler, Eugenio J. Rivera, Nader Haghighipour, Gregory W. Henry, Michael H. Williamson

Links


AstroPT:

Centauri Dreams: Gl 581g: Rocky and Potentially Habitable

Fonte: Eternos aprendizes

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