Katia Brembatti e Giovana Godoi
Colaboração para a CNN Brasil
Exoplanetas alimentam a busca por vida fora da Terra; o conhecimento sobre o assunto se multiplicou em três décadas
Pixabay
Ilustração de exoplaneta
A busca por vida fora da Terra ganhou um forte impulso há exatos 30 anos, quando foi confirmada a existência de planetas fora do Sistema Solar – conhecidos como exoplanetas.
A ideia, antes apenas hipotética, foi um estímulo essencial para o que viria depois: graças à tecnologia e aos esforços nessa área, o número de exoplanetas identificados saltou para quase 5 mil em três décadas — veja abaixo curiosidades sobre eles.
Os astrônomos Aleksander Wolszczan e Dale Frail são os principais responsáveis pela descoberta que mudaria as perspectivas e o rumo da Astronomia, oficializada em 9 de janeiro de 1992. Juntos, eles evidenciaram os primeiros planetas existentes fora do nosso Sistema Solar. Os chamados exoplanetas, no entanto, orbitavam uma estrela morta, composta por nêutrons e conhecida como Pulsar. Em zonas universais como essa, é impossível a existência de vida.
Essa Pulsar foi encontrada através do radiotelescópio de Arecibo, Porto Rico. É o que conta Daniel Brito, pesquisador da Universidade Federal do Ceará (UFC). “Planetas orbitando um Pulsar caminham na contramão do que os astrônomos esperam: eles deveriam existir apenas em torno de estrelas normais, como nosso Sol. Há algumas teorias que tentam explicar a origem de um sistema tão exótico como o descoberto em 1992. Porém, o mais importante de todo esse processo foi confirmar que planetas fora do Sistema Solar existem, mesmo em condições extremas”, comenta.
A hipótese de existência dos exoplanetas se desdobrava muito antes de sua constatação: os filósofos Giordano Bruno e Nicolaus Copernicus já divagavam desde o século XVI a respeito de outros planetas, mas somente com o progresso tecnológico e científico que ocorreu ao longo do século XX é que foi possível confirmar a existência de planetas extra-solares.
“Com telescópios e radiotelescópios cada vez maiores e instrumentos mais sensíveis, dotados de resolução temporal maior, foi possível detectar sinais cada vez menores da variação da luminosidade e da posição de um objeto no céu”, explica o professor adjunto da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), Leonardo Andrade de Almeida.
Motivados por diferentes fatores, como encontrar vida extraterrestre, aprender com planetas semelhantes ao nosso e, através de tal conhecimento, proporcionar melhores condições de vida, há também o encanto em observar a diversidade do universo.
“Com a tecnologia que temos hoje, podemos conhecer as variedades específicas de cada planeta extra-solar e suas distinções surpreendentes. Há uma infinidade inesgotável delas. Existem planetas, por exemplo, que orbitam sua estrela pelo período curtíssimo de um dia — o que, para nós, equivaleria a um ano: de um lado, é sempre dia, do outro, é sempre noite”, reflete Luis Ricardo Tusnski, doutor em Astrofísica pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).
Alguns anos mais tarde, em 1995, os astrônomos Michel Mayor e Didier Queloz davam outro grande salto ao encontrarem o primeiro exoplaneta orbitando uma estrela viva: o 51 Peg b, situado a aproximadamente 50 anos-luz da Terra, na constelação de Pegasus.
“É fascinante a evolução dos recursos científicos e técnicas não só para a detecção de planetas, mas para a coleta de dados e carga de informações sobre eles em apenas 30 anos. Considerando os avanços, trata-se de um curto intervalo de tempo”, complementa Tusnski.
lCrédito: Northwestern University/UT Austin
Primeira simulação do Starforge mostra nuvem
molecular gigante com formação estelar individual
Crédito: Northwestern University/UT Austin
Quando uma estrela se forma, ela lança jatos de gás pelos polos,
o que previne que elas fiquem grandes demais
Crédito: Northwestern University/UT Austin
Simulação mostra formação de estrelas em myr (milhões de anos)
Crédito: Northwestern University/UT Austin
Simulação mostra formação das estrelas ao longo de milhões de anos,
pontos brancos são estrelas individuais
Crédito: Northwestern University/UT Austin
Simulação mostra formação estelar em nuvem molecular gigante massiva
Crédito: Northwestern University/UT Austin
Simulação mostra formação dos núcleos densos
que formam estrelas e aglomerados estelares
Descobertas recentes
Grupos de pesquisadores de vários países costumam trabalhar juntos na descoberta de exoplanetas.
Foi o que aconteceu com o professor José Dias do Nascimento Júnior, PhD pela Universidade Paul Sabatier (França) e pesquisador associado em Harvard-Smithsonian. Ele faz parte do time internacional que identificou o KMT-2020, por meio da técnica de baseado na teoria da relatividade geral, de Einstein: quando duas estrelas se alinham ficando um objeto em primeiro plano e outro no fundo.
O campo gravitational da estrela hospedeira no primeiro plano, age como uma lente de modo a magnificar a luz da estrela distante no fundo do céu. A magníficacão (aumento do brilho) revela pequenos planetas que possam existir na estrela do primeiro plano. Com esta técnica, torna-se mais eficiente detectar pequenos planetas orbitando próximo de suas estrelas e estes sistemas estrela-planeta podem estar muito distantes.
A estrela-mãe do KMT-2020 é um pouco menor do que o Sol. “As condições de tamanho, massa e distância do exoplaneta possibilitariam, inclusive, a existência de água. Ele se encontra em uma posição ideal dentro da faixa do mais atual diagrama que mede a probabilidade de circunstâncias habitáveis entre os mundos escaldantes e os mundos de gelo, considerando seus compostos voláteis, como a água, o metano, o dióxido de carbono, o monóxido de carbono, entre outros fatores”, explica Nascimento Júnior.
Se feita uma simulação projetando as condições do KMT-2020 em relação ao nosso Sistema Solar, o exoplaneta estaria situado entre a Terra e Marte, apresentando possíveis condições de vida, conforme indica a imagem abaixo.
“A relevância desse estudo para a comunidade científica é, além da descoberta do exoplaneta em si, a técnica de microlente gravitacional. Essa é a única técnica conhecida, até então, para descobrir exoplanetas localizados em distâncias superiores, representando um avanço científico”, complementa Nascimento Júnior.
Em 2018, o pesquisador Daniel Brito também participou da descoberta de um planeta extra-solar, o IC 4651 9122b, localizado em um de 29 aglomerados abertos previamente selecionados.
“A busca por planetas em aglomerados abertos permite investigar se eles alteram a composição química de sua estrela-mãe”, explica.
Os equipamentos envolvidos no processo incluem o espectrômetro HARPS (sigla em inglês para “The High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher”) instalado no ESO e acoplado a um telescópio de 3,6 m em La Silla, Chile.
O IC 4651 9122b é seis vezes maior do que Júpiter e tem potencial para servir como um escudo de asteroides, exercendo a força gravitacional que permitiria que outro corpo celeste do sistema ficasse protegido e pudesse desenvolver condições de vida. “Encontrar um sistema com um Júpiter com período orbital de 2 anos, como é o caso de IC 4651 9122b, cria um ambiente ‘perfeito’ para manter um planeta rochoso tipo Terra livre dessas colisões. No entanto, ainda não foi confirmada a existência de um segundo planeta”, diz o pesquisador.
O Brasil na Astronomia internacional
A participação brasileira na identificação de planetas extra-solares foi ampliada nos últimos anos. “Os primeiros trabalhos científicos envolvendo brasileiros nas descobertas dos exoplanetas ocorreram ao longo da primeira década do século XXI, quando também os primeiros doutores nessa área estavam sendo formados. O Brasil passa a ter destaque internacional quando integra a missão espacial CoRoT (Convection, Rotation and planetary Transits), lançada em 27 de dezembro 2006, sendo a primeira dedicada a busca por exoplanetas.
Atualmente, boa parte dos programas de pós-graduação em Astronomia no Brasil já possui pelo menos uma pessoa trabalhando nas descobertas e análises dos exoplanetas”, comenta Leonardo Andrade de Almeida.
Em 2017, aconteceu uma identificação 100% brasileira: o CoRoT ID 223977153-b, localizado na direção da constelação de Monoceros, distante cerca de 1200 anos-luz, com o tamanho aproximado de Saturno, mas com metade da massa.
Ele foi objeto da tese de doutorado de Rodrigo Boufleur, analisando dados da missão CoRoT, com apoio de várias instituições brasileiras.
Marcelo Emílio, orientador do trabalho e coordenador do Observatório Astronômico da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), destaca os avanços no setor. “Há várias participações do Brasil em grupos internacionais que continuam a descobrir exoplanetas. Essas descobertas também inspiram jovens brasileiros a ingressar na carreira científica, provendo uma nova geração de pesquisadores”, pondera.
O que falta é financiamento em pesquisa científica e autonomia, já que o país fica dependente de outros para ingressar em estudos, projetos e missões importantes.
“Nós, brasileiros, temos potencial de nos envolvermos em projetos de toda e qualquer dimensão. Apesar de precisarmos muito de fomentos externos, a capacidade técnica e científica é o que não nos falta”, considera Marcella Scoczynki, pesquisadora da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR).
O que aprendemos com os exoplanetas?
O pesquisador Daniel Brito apresenta uma visão poética e sustentável sobre o aniversário de 30 anos desde a descoberta do primeiro exoplaneta.
“O primeiro ponto é que mesmo diante de toda a tecnologia de ponta que temos, ainda não fomos capazes de encontrar a mais simples forma de vida fora da Terra. Até o momento, apenas a Terra abriga vida, mas também precisamos entender o que realmente é vida. Estamos contando com a sorte e apostamos todas nossas fichas na descoberta de vida semelhante àquela que encontramos na Terra. Será que a vida na Terra pode aparecer de forma idêntica em outro planeta?”, reflete Brito
“Vida é adaptação, e adaptação é uma mistura impressionante de complexidade e equilíbrio. Isso nos faz pensar sobre cada conjunto de moléculas que majestosamente se combinaram e fizeram uma flor desabrochar ou uma pequena bactéria ajudar na digestão. Cada “unidade viva” em nosso planeta é o resultado de uma cadeia de eventos que levou bilhões de anos para tomar forma e se replicar. Assim, devemos, como humanidade, manter vivo esse legado de bilhões de anos. Não podemos continuar exterminando espécies e mudando drasticamente o clima da Terra. Se continuarmos a fazer esses horrores, o resultado será o maior fracasso da raça humana”, opina.
Um dos reflexos da busca é a percepção da necessidade de cuidar do único planeta sabidamente habitável. “Mesmo que descubramos outro planeta que possa abrigar vida, levaríamos possivelmente dezenas de milénios para levar alguém lá. Outras áreas da astronomia nos ajudam a aprender sobre a questão climática. Já sabemos que o culpado das variações de temperatura de nosso século não é o Sol. Não há uma variação do tamanho do Sol que justifique por consequência uma variação de emissão de energia solar que poderia influenciar mudanças na temperatura da Terra”, explica Marcelo Emílio.
A realidade é muito diferente das incríveis adaptações cinematográficas. Luis Ricardo Tusnski aprofunda esse pensamento. “Num cenário apocalíptico, não podemos simplesmente entrar numa nave espacial e pousar num novo planeta perfeitamente habitável, como em alguns filmes. Até hoje, não foi descoberto nenhum exoplaneta com condições de vida como há na Terra. Então, isso nos incentiva a cuidar dela. Se não fosse as perfeitas condições de vida que ela nos dá, nós não poderíamos estar aqui agora, saudáveis, aprendendo e debatendo exoplanetas”.
Em suma, olhar para o universo afora é desafiador e deslumbrante, mas também motiva reflexões bem mais próximas.
O que esperar do futuro?
Há um universo infinito a ser desbravado, e os recursos para isso seguem evoluindo e tornando as explorações ainda mais acessíveis. “Além da possibilidade de se encontrar vida extraterrestre, nós certamente podemos absorver, através dos estudos de exoplanetas semelhantes à Terra, informações úteis para melhorar a conjuntura de vida que temos aqui. Vale também a tentativa de compreender o universo de forma mais ampla possível”, pontua Marcella Scoczynki.
Uma das principais missões em curso é a Planetary Transits and Oscilations of Stars (PLATO). Trata-se de um satélite da ESA que ficará em observação de diversas estrelas em busca de um exoplaneta que a orbite, com o intuito de descobrir algum semelhante à Terra, em zona habitável.
“A missão teve início em 2010, sendo que Brasil é o único país fora da Europa a participar do projeto desde o seu início, contribuindo com engenharia de software, engenharia eletrônica e testes laboratoriais, com muito prestígio e competência. A previsão é que o PLATO seja lançado em 2026 e ronde o espaço durante dez anos em busca de novos exoplanetas”, conta Eduardo Janot Pacheco, professor sênior do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP (IAG) e presidente do Brazil PLATO Committee.
Marcelo Emílio acrescenta as expectativas com construção de um novo telescópio no Havaí, denominado PLANETS.
O telescópio testa uma nova tecnologia chamada Fora-do-Eixo e, quando finalizado, será o maior telescópio noturno com essa técnica específica. “O PLANETS poderá sondar a atmosfera de exoplanetas próximos”, esclarece.
Mas a aposta mais recente e mais animadora vem do telescópio espacial James Webb, lançado no Natal de 2021, focado na busca de exoplanetas. As pesquisas nessa área avançam exponencialmente e com a chegada do telescópio James Webb, fortes emoções estão por vir”, acredita Daniel Brito.
Maior aposta na descoberta de exoplanetas, o telescópio James Webb tem a missão de olhar mais longe do que qualquer outro telescópio do tipo, podendo coletar ainda mais informação sobre a infância do Universo. Para isso, ele foi equipado com um escudo solar dobrável e um espelho significativamente maior que o de seu antecessor, o Hubble, captando raios infravermelhos e não luz visível.
Ele também ficará localizado muito mais longe da Terra, na órbita do Sol, o que torna sua manutenção impossível.
Tal feito arriscado só foi possível por uma operação conjunta das agências espaciais americana, europeia e canadense, com um investimento de mais de US$ 10 bilhões em mais de 10 anos de desenvolvimento.
Crédito: Crédito: NASA/Chris Gunn
Telescópio James Webb é o maior e
mais avançado a ser lançado no espaço
Crédito: NASA/Bill Ingalls
O telescópio James Webb já está no foguete Ariane 5,
da NASA, no espaçoporto da Guiana Francesa
Crédito: Divulgação/NASA
Técnico da NASA prepara parte da estrutura do James Webb
no centro de voos espaciais Goddard, em Nova York, EUA
Na geração dos novos equipamentos estão ainda o ELT (Extremely Large Telescope), TMT (Thirty Meter Telescope) e o GMT (Giant Magellan Telescope). Todos esses projetos, simultaneamente, trazem a perspectiva de enormes avanços tecnológicos e novas descobertas.
Além dos telescópios, outros avanços tecnológicos permitiram descobertas, como a inteligência artificial, softwares e computadores capazes de processar uma quantidade enorme de dados.
“Alguns exoplanetas não foram detectados por telescópios. São observados quando passam na frente de uma estrela e causam uma redução de brilho ou de oscilação de gravidade”, explica Marcella Scoczynki.
O telescópio Hubble foi capaz de detectar cerca de 100 exoplanetas.
A comunidade científica já identificou 4.911 exoplanetas no total, incluindo planetas substancialmente maiores do que Júpiter e menores do que a Terra, mas os números devem aumentar substancialmente com o James Webb, levando a astronomia para outro patamar.
Exoplanetas curiosos:
Tempestade de vidro
A 63 anos-luz da Terra, o HD 189733b é constantemente atingido por tempestades de vidro, em virtude da sua atmosfera cheia de partículas de silicato que condensam sob a escaldante temperatura de seu Sol.
Júpiter rosa
Parecido com uma imensa bola de chiclete flutuante, o GJ 504b é um planeta gasoso semelhante a Júpiter, porém, cor-de-rosa e quatro vezes maior.
Disco-voador
O J1407b tem formato achatado, com anéis duzentas vezes maiores do que os anéis de Saturno, que praticamente o engolem.
Três sóis
Uma estrela amarela, outra alaranjada e outra vermelha: são assim as três estrelas que o HD 188753 orbita a 150 anos-luz da Terra.
Escaldante e afortunado
Pelo menos um terço da massa do planeta 55 Cancri E, que orbita muito perto de sua estrela-mãe e atinge temperaturas altíssimas, é composta de diamante.
Dark side
Praticamente invisível, o TrES 2B é o exoplaneta mais escuro já descoberto, chegando a absorver mais de 99% da luz que o seu Sol emana sobre ele.
Bebê gigante
Recém-nascido e recém-descoberto, o 2MASS 1155-7919 b ainda está em formação, orbitando uma estrela-mãe literalmente mil vezes mais jovem do que o nosso Sol.
Uma água diferente
Com mais de 200º de temperatura, grande parte do GJ 1214b tem sua massa constituída de água. Porém, não do tipo existente na Terra, e sim em uma forma distinta, em razão dos seus estados de matéria desconhecidos até então.
Ano novo a cada duas horas
Situado na constelação de Serpente e composto de carbono cristalino, o PSR J1719-1438 b leva apenas duas horas para realizar a completa translação em torno de sua estrela.
Nuvens aquáticas
Parecido com Netuno, o encantador exoplaneta azul TOI-123b é cercado de nuvens d’água, devido à sua atmosfera densa de vapor.
