Uma equipa internacional, que inclui vários investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) estudou em detalhe o sistema LHS 1140 e descobriu que o exoplaneta “b”, situado na zona de habitabilidade da estrela, terá um grande oceano de água líquida.
Recorrendo a dados obtidos pelo espectrógrafo ESPRESSO1 e pela missão espacial TESS (NASA), uma equipa2 de astrónomos, que inclui vários investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA3), estudou o sistema LHS 1140 onde já eram conhecidos dois exoplanetas e concluiu que o planeta LHS 1140 b, que orbita na zona de habitabilidade da estrela, será um mundo aquático com massa pouco maior do que a da Terra.
O investigador do IA e da Universidade do Porto (UPorto), Sérgio Sousa comenta: “Este é mais um grande passo que demos na procura de uma outra Terra. O ESPRESSO mostra aqui a sua grande capacidade para detetar e caracterizar planetas muitíssimo interessantes, que serão certamente alvos de estudos detalhados no que diz respeito a habitabilidade fora do nosso sistema solar”.
Além de caracterizar melhor os planetas “b” e “c”, o estudo4, detetou ainda evidências da presença de mais dois exoplanetas até agora desconhecidos, à volta da estrela LHS 1140. Esta é uma anã vermelha a 41 anos-luz de distância, na direção da constelação da Baleia (Cetus), com cerca de 5 mil milhões de anos (pouco mais velha do que o Sol) e com uma temperatura à superfície a rondar os 3000º C, pouco mais de metade da temperatura do Sol.
Sendo menos quente do que o Sol, a zona de habitabilidade da LHS 1140 está mais próxima desta e por isso, apesar de ter uma órbita de apenas 24,7 dias, o planeta “b” orbita dentro desta zona, onde planetas do tipo terrestre estão à distância certa da estrela para poderem ter água líquida na sua superfície.
“No planeta LHS 1140 b, que está na zona de habitabilidade da estrela, existe uma grande probabilidade de existir água líquida à superfície, o que faz dele um dos melhores alvos para futuras pesquisas por biomarcadores”
João Faria (IA & Dep. de Física e Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto)
Os dados provenientes da missão espacial TESS e do ESPRESSO, instalado no Observatório do Paranal (ESO), permitiram à equipa obter valores muito precisos para as massas e diâmetros dos planetas já conhecidos: O planeta “b” tem 1,7 vezes o diâmetro e 6,5 vezes a massa da Terra, enquanto o planeta “c” tem 1,3 vezes o diâmetro e 1,8 vezes a massa da Terra. Com estes dados, conseguiram calcular a densidade destes planetas e caracterizar a sua composição interna. No caso do LHS 1140 b, os cálculos apontam para que o planeta seja do tipo terrestre e com a superfície coberta por água líquida.
A grande precisão do ESPRESSO também deu indícios aos investigadores da existência de outro potencial planeta neste sistema, o LHS 1140 d, com 4,8 vezes a massa da Terra e um período orbital de cerca de 79 dias. Este planeta orbita ligeiramente fora da zona de habitabilidade da estrela e terá uma composição interna na fronteira entre os planetas rochosos e gasosos. Há ainda indícios de um quarto planeta, que pode partilhar a órbita com o planeta “c”, mas são precisos mais estudos até confirmar este cenário exótico.
O responsável pelo ESPRESSO no ESO, Pedro Figueira (ESO & IA) revelou o seu orgulho nos resultados: “Esta foi uma das primeiras estrelas a ser observada com o ESPRESSO e a estrela em que mais tempo se investiu para deteção de exoplanetas por velocidades radiais. A nossa motivação inicial era caracterizar troianos em torno deste sistema, mas a verdade é que os pequenos planetas são comuns e o ESPRESSO revelou que esta estrela não é exceção“.
A participação do IA no ESPRESSO faz parte de uma estratégia mais abrangente para promover a investigação em exoplanetas em Portugal, através da construção, desenvolvimento e definição científica de vários instrumentos e missões espaciais, como a missão CHEOPS (ESA), já em órbita. Esta estratégia irá continuar durante os próximos anos, com o lançamento do telescópio espacial PLATO (ESA) e a instalação do espectrógrafo HIRES no maior telescópio da próxima geração, o ELT (ESO).
O resultado foi publicado hoje na revista Astronomy & Astrophysics.
Notas
- O ESPRESSO (Echelle SPectrogaph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations) é um espectrógrafo de alta resolução, instalado no observatório VLT (ESO). Foi construído com o objetivo de procurar e detetar planetas parecidos com a Terra, capazes de suportar vida. Para tal, consegue detetar variações de velocidade de cerca de 0,3 km/h. Tem ainda por objetivo testar a estabilidade das constantes fundamentais do Universo.
- A equipa é composta por: J. LilloBox, Figueira, A. Leleu, L. Acuña, J.P. Faria, N. Hara, N.C. Santos, A.C.M. Correia, P. Robutel, M. Deleuil, D. Barrado, S. Sousa, X. Bonfils, O. Mousis, J.M. Almenara, N. Astudillo-Defru, E. Marcq, S. Udry, C. Lovis & F. Pepe.
- O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a instituição de referência na área em Portugal, integrando investigadores da Universidade de Lisboa e da Universidade do Porto, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação de unidades de investigação e desenvolvimento organizada pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela FCT/MCES (UIDB/04434/2020 e UIDP/04434/2020).
- O artigo “The LHS 1140 planetary system revisited by ESPRESSO and TESS”, foi publicado na revista Astronomy & Astrophysics (DOI:1051/0004-6361/202038922)
Contactos
Pedro Figueira ; Sérgio Sousa ; João Faria ;Nuno Cardoso Santos
Grupo de Comunicação de Ciência
Ricardo Cardoso Reis ; Sérgio Pereira ; João Retrê (coordenação, Lisboa) ; Filipe Pires (coordenação, Porto)
