Existe na Via Láctea algum planeta semelhante à Terra?

Engenheiro da Ball Aerospace inspeciona os seis espelhos primários do telescópio James Webb, nas dependências do Instituto Marshall, da NASA.

Para tentar responder a essa e outras perguntas, cientistas das maiores universidades e centros de pesquisa de todo mundo estão de dedos cruzados à espera do lançamento do telescópio espacial James Webb, previsto para ir ao espaço em 2018. Devido ao seu grande espelho e localização privilegiada no espaço, o James Webb Space Telescope, JWST, oferecerá aos astrônomos uma real oportunidade de encontrar as respostas para questões que há séculos desafiam os cientistas.

Atualmente, diversas pesquisas estão sendo desenvolvidas com o objetivo de determinar a habilidade do JWST em determinar a composição da atmosfera de hipotéticos planetas similares à Terra durante um trânsito planetário, quando parte da luz da estrela principal é filtrada ao passar pela atmosfera do planeta.

Segundo Wesley Traub, do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa e Lisa Kaltenegger, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, o JTWC poderá detectar certos gases biomarcadores, como ozônio e metano, apenas para planetas similares à Terra não muito distantes.

"Precisaremos ter muita sorte para decifrar a atmosfera dos planetas semelhantes à Terra durante o período de trânsito antes que possamos afirmar que ele é realmente similar à Terra, disse Kaltenegger. "Vamos precisar coletar dados de muitos trânsitos, talvez centenas, mesmo para estrelas tão próximas como 20 anos-luz. Sabemos que é difícil, mas caracterizar a atmosfera de planetas tão longínquos será um desafio bastante estimulante.", completou a pesquisadora.

Trânsito
Durante o trânsito o planeta extrassolar cruza a frente do disco estelar. Enquanto transita, os gases de sua atmosfera absorvem uma minúscula parte da luz da estrela, produzindo assinaturas específicas relacionadas a cada gás componente. Decompondo a luz captada em suas cores primárias, os cientistas podem identificar essas assinaturas. Essa técnica é chamada de espectroscopia e de acordo com os estudos de Kaltenegger e Traub, publicados na última semana pelo "The Astrophysical Journal", essas marcas poderão ser detectadas pelo JWST.

Diagrama esquemático mostra a técnica do trânsito planetário, largamente empregada na descoberta de planetas extrassolares.

A técnica do trânsito é de fato um desafio. Se a Terra fosse do tamanho de uma bola de basquete sua atmosfera seria tão fina como uma folha de papel, tornando o sinal resultante da absorção da luz na atmosfera incrivelmente fraco. Para dificultar ainda mais, o método só funciona quando o planeta passa à frente da estrela, tornando o estudo possível somente durante poucas horas.

Alfa-Centauro
Inicialmente, Kaltenegger e Traub consideram apenas a detecção de planetas semelhantes à Terra que orbitem estrelas iguais ao nosso Sol. Para obter um sinal detectável proveniente de um único trânsito, a estrela e seu planeta deverão estar muito próximos da Terra e a única estrela semelhante próxima o suficiente é Alfa Centauro-A. No entanto, nenhum objeto extrassolar do tamanho da Terra foi detectado em sua órbita, mas só recentemente a tecnologia tornou capaz a detecção de objetos desse tamanho.

O estudo também considera os planetas orbitando estrelas anãs vermelhas. Essas estrelas, chamada de Tipo M, são extremamente abundantes na Via láctea, até mais comum que as amarelas do Tipo-G, iguais ao Sol. Elas também são menores e mais frias, o que segundo os pesquisadores pode tornar mais fácil as observações.

Um planeta semelhante à Terra que orbitasse uma estrela igual ao Sol produziria um trânsito de dez horas a cada ano. Para acumular 100 horas de observações seriam necessários 10 anos. No entanto, um objeto similar à Terra orbitando uma anã vermelha de tamanho médio produziria um trânsito de uma hora a cada 10 dias, o que permitiria acumular 100 horas de trânsito em menos de três anos. Além disso, segundo Kaltenegger, as anãs vermelhas próximas oferecem melhores possibilidades de detecção de biomarcadores.

Na melhor das hipóteses, Alfa Centauro-A poderia abrigar um planeta semelhante à Terra que ainda não foi detectado. Assim, os astrônomos precisariam de poucos trânsitos para decifrar a atmosfera do objeto e possivelmente confirmar a existência do primeiro planeta irmão gêmeo da Terra.