Um estudo da NASA expande a busca por vida além do nosso sistema solar, indicando que 17 exoplanetas (mundos fora do nosso sistema solar) poderiam ter oceanos de água líquida, um ingrediente essencial para a vida, sob conchas geladas.
A água desses oceanos pode ocasionalmente irromper através da crosta de gelo como gêiseres.
A equipa científica calculou a quantidade de atividade dos gêiseres nestes exoplanetas, a primeira vez que estas estimativas foram feitas.
Eles identificaram dois exoplanetas suficientemente próximos onde os sinais destas erupções poderiam ser observados com telescópios.
A procura de vida noutras partes do Universo centra-se normalmente em exoplanetas que se encontram na “zona habitável” de uma estrela, uma distância onde as temperaturas permitem que a água líquida persista nas suas superfícies.
No entanto, é possível que um exoplaneta muito distante e frio ainda tenha um oceano sob uma crosta de gelo se tiver aquecimento interno suficiente.
Tal é o caso do nosso sistema solar, onde Europa, uma lua de Júpiter, e Encélado, uma lua de Saturno, têm oceanos subterrâneos porque são aquecidos pelas marés da atração gravitacional do planeta hospedeiro e das luas vizinhas.
Esses oceanos subterrâneos poderiam abrigar vida se tivessem outras necessidades, como fornecimento de energia, bem como elementos e compostos usados em moléculas biológicas. Na Terra, ecossistemas inteiros prosperam na escuridão total no fundo dos oceanos, perto das fontes hidrotermais, que fornecem energia e nutrientes.
“Nossas análises prevêem que esses 17 mundos podem ter superfícies cobertas de gelo, mas recebem aquecimento interno suficiente da decomposição de elementos radioativos e forças de maré de suas estrelas hospedeiras para manter os oceanos internos”, disse a Dra. Lynnae Quick do Goddard Space Flight Center da NASA em Cinturão Verde, Maryland.
“Graças à quantidade de aquecimento interno que experimentam, todos os planetas do nosso estudo também podem exibir erupções criovulcânicas na forma de plumas semelhantes a gêiseres.” Quick é o autor principal de um artigo sobre a pesquisa publicado em 4 de outubro no Astrophysical Journal .
A equipe considerou as condições de 17 exoplanetas confirmados que são aproximadamente do tamanho da Terra, mas menos densos, sugerindo que eles poderiam ter quantidades substanciais de gelo e água em vez de rochas mais densas.
Embora a composição exacta dos planetas permaneça desconhecida, as estimativas iniciais das temperaturas da sua superfície provenientes de estudos anteriores indicam que são muito mais frios que a Terra, sugerindo que as suas superfícies podem estar cobertas de gelo.
O estudo melhorou as estimativas da temperatura da superfície de cada exoplaneta recalculando usando o brilho da superfície conhecido e outras propriedades de Europa e Encélado como modelos.
A equipa também estimou o aquecimento interno total nestes exoplanetas usando a forma da órbita de cada exoplaneta para obter o calor gerado pelas marés e adicionando-o ao calor esperado da actividade radioactiva.
As estimativas da temperatura da superfície e do aquecimento total forneceram a espessura da camada de gelo para cada exoplaneta, uma vez que os oceanos arrefecem e congelam na superfície enquanto são aquecidos a partir do interior.
Finalmente, compararam estes números com os de Europa e usaram os níveis estimados de atividade de gêiseres em Europa como uma linha de base conservadora para estimar a atividade de gêiseres nos exoplanetas.
Eles prevêem que as temperaturas da superfície são mais frias do que as estimativas anteriores em até 16 graus Celsius (60 graus Fahrenheit).
A espessura estimada da camada de gelo variou de cerca de 190 pés (58 metros) para Proxima Centauri b e uma milha (1,6 quilômetros) para LHS 1140 b a 24 milhas (38,6 quilômetros) para MOA 2007 BLG 192Lb, em comparação com a média estimada de Europa de 18 milhas (quase 29 quilômetros).
A atividade estimada do gêiser passou de apenas 17,6 libras por segundo (cerca de 8 quilogramas/segundo) para Kepler 441b para 639.640 libras/segundo (290.000 quilogramas/segundo) para LHS 1140 b e 13,2 milhões de libras/segundo (seis milhões de quilogramas/segundo) para Proxima Centauri b, comparado a Europa a 4.400 libras/segundo (2.000 quilogramas/segundo).
“Uma vez que os nossos modelos prevêem que os oceanos podem ser encontrados relativamente perto das superfícies de Proxima Centauri b e LHS 1140 b, e a sua taxa de atividade de gêiseres pode exceder a de Europa em centenas a milhares de vezes, é mais provável que os telescópios detectem atividade geológica nestes oceanos. planetas”, disse Quick, que apresentará esta pesquisa em 12 de dezembro na reunião da União Geofísica Americana em São Francisco, Califórnia.
Esta atividade pode ser observada quando o exoplaneta passa em frente da sua estrela. Certas cores da luz das estrelas podem ser esmaecidas ou bloqueadas pelo vapor de água dos gêiseres. “Detecções esporádicas de vapor de água, nas quais a quantidade de vapor de água detectada varia com o tempo, sugeririam a presença de erupções criovulcânicas”, disse Quick.
A água pode conter outros elementos e compostos que podem revelar se ela pode sustentar vida. Uma vez que os elementos e compostos absorvem luz em cores específicas, a análise da luz das estrelas permitiria aos cientistas determinar a composição do gêiser e avaliar o potencial de habitabilidade do exoplaneta.
Para planetas como Proxima Centauri b que não cruzam as suas estrelas a partir do nosso ponto de vista, a atividade dos gêiseres poderia ser detectada por telescópios poderosos que são capazes de medir a luz que o exoplaneta reflete enquanto orbita a sua estrela.
Os gêiseres expeliriam partículas geladas na superfície do exoplaneta, o que faria com que o exoplaneta parecesse muito brilhante e reflexivo.
A pesquisa foi financiada pelo Programa de Mundos Habitáveis da NASA, pelo Programa de Astrobiologia da Universidade de Washington e pelo Laboratório Planetário Virtual, membro do grupo de coordenação Nexus for Exoplanet System Science da NASA.
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