Água encontrada em planeta alienígena com condições para abrigar vida

Pela primeira vez para astrônomos estudando planetas além do nosso sistema solar, dados do Telescópio Espacial Hubble revelaram vapor de água na atmosfera de um planeta do tamanho da Terra. Apesar de esse exoplaneta orbitar uma estrela que é menor que o nosso Sol, ele está no que é conhecido como a zona habitável da estrela, o alcance das distâncias orbitais onde seria quente o suficiente para água líquida existir na superfície de um planeta.

A descoberta, anunciada em dois estudos independentes, vem de anos de observação do exoplaneta K2-18b, uma super-Terra que está a mais ou menos 111 anos-luz do nosso sistema solar. Descoberto em 2015 pela nave espacial da Nasa Kepler, o K2-18b é bem diferente de nosso planeta natal: tem mais de oito vezes a massa da Terra, o que significa que é um gigante de gelo como Netuno ou um planeta rochoso com uma atmosfera grossa e rica em hidrogênio.

A órbita de K2-18 o deixa sete vezes mais perto da sua estrela que a Terra está do sol. Mas porque ele gira em torno de uma estrela vermelha fraca, conhecida como anã vermelha, essa órbita o coloca na zona potencialmente favorável à vida em relação à estrela. Modelos brutos preveem que a temperatura efetiva do K2-18b fica em algum lugar entre -73 e 46 graus Celsius, e se for tão reflexiva quanto a Terra, sua temperatura de equilíbrio seria mais ou menos a mesma do nosso planeta natal.

O fato de que pesquisadores detectaram água nesse tipo de planeta reforça esperança de encontrar planetas habitáveis além do nosso sistema solar.

“No momento, esse é o único planeta que conhecemos fora do nosso sistema solar que tem a temperatura correta para ter água, tem atmosfera e água nele — tornando-no o melhor candidato para habitação que conhecemos até agora,” afirmou o astrônomo da University College London Angelos Tsiaras, coautor de um dos estudos, em coletiva de imprensa.

Vendo a luz

Nas últimas duas décadas, a astronomia passou por uma revolução. Desde a primeira descoberta de exoplanetas em 1992, cientistas catalogaram milhares de planetas alienígenas orbitando estrelas distantes — alguns dos quais mostram sinais de ter atmosferas.

Em um punhado desses planetas, astrônomos viram sinais de vapor atmosférico de água. Mas, antes, planetas que tinham água confirmada eram inabitáveis para a vida como conhecemos. Por exemplo, em 2018, a Nasa anunciou a descoberta de vapor de água na atmosfera de WASP-39b, um planeta enorme do tamanho de Saturno onde o lado do dia alcançava escaldantes 776 graus Celsius.

Pesquisadores esperam achar vapor de água na atmosfera de um planeta mais parecido com a Terra, especialmente um na zona habitável de sua estrela, mas esses planetas são relativamente pequenos, tornando observações sobre suas atmosferas extraordinariamente difíceis. Quanto maior o planeta, mais fácil é de detectar, então pesquisadores concentraram seus esforços em super-Terras: planetas com massas de até 10 vezes a do nosso planeta natal, o que significa que eles podem ter superfícies rochosas.

Para testar o K2-18b, o astrônomo da Universidade de Montreal Björn Benneke pediu para usar o Telescópio Espacial Hubble para observar a super-Terra passar em frente de sua estrela natal, o que faz a cada 33 dias.

A cada volta, a luz da estrela brilha através da atmosfera do K2-18b. Mas nem todo o brilho da estrela atravessa, já que compostos químicos na atmosfera absorvem luz em frequências reveladoras. Água, particularmente, absorve luz próxima ao infravermelho em comprimentos de onda específicos, criando um sinal visível de vapor de água.

Entre 2015 e 2018, o time de Benneke usou o Hubble para monitorar nove trânsitos do K2-18b. Quando eles juntaram os dados dos trânsitos e os colocaram em ordem, eles encontraram o sinal revelador de vapor de água. Benneke e seus colegas postaram uma versão de seu estudo no arXiv, um repositório para pré-artigos científicos.

Chance de chuva

Independentemente, um time liderado por Tsiaras e Ingo Waldmann na University College London usou os mesmos dados do Hubble para fazer sua própria análise, que está na Nature Astronomy. Assim como a equipe de Benneke, eles também encontraram provas de vapor de água na atmosfera do K2-18b. Em seu artigo, Tsiaras e Waldmann dizem que estatisticamente há somente uma chance em 3 mil que os resultados sejam um golpe de sorte.

Além de reforçar a busca por exoplanetas favoráveis à vida, a descoberta pode abrir a porta para compreender o clima alienígena. A equipe de Benneke indica que condições na atmosfera do K2-18b podem permitir a formação de gotículas de água líquida—e talvez até chuva. Nuvens de vapor de água foram encontradas antes em anões marrons, objetos pesados que estão na borda entre planeta e estrela. Se os resultados se mantiverem, K2-18b seria o primeiro exoplaneta com nuvens de vapor de água confirmadas.

Ambas as equipes de pesquisa dizem que os estudos tornam K2-18b um alvo ideal para missões de acompanhamento, incluindo o próximo Telescópio Espacial James Webb da Nasa e o futuro telescópio espacial ARIEL da Agência Espacial Europeia. Diferentemente do Hubble, esses telescópios conseguirão ver outros gases atmosféricos, como metano, amônia e dióxido de carbono—e potencialmente até marcadores químicos que indiquem vida.