Encontrada a primeira “exolua” ao redor de um planeta alienígena

O universo é infinito até quando o assunto são surpresas. Agora, a novidade é que os astrônomos podem ter visto pela primeira vez uma lua circulando ao redor de uma planeta alienígena. No entanto, a verdade é que eles podem nunca saber com certeza absoluta o que visualizaram.

 

A equipe de cientistas que detectou um par de objetos distantes especula que aquilo poderia ser um planeta alienígena de tamanho semelhante ao de Júpiter, e uma “exolua” rochosa voando livremente através do espaço, ou uma pequena estrela fraca que hospeda um planeta com cerca de 18 vezes mais massa que a Terra.
Para fazer essa observação, os astrônomos utilizaram uma técnica chamada microlente gravitacional, que acontece quando um grande objeto em primeiro plano passa na frente de uma estrela a partir do nosso ponto de vista na Terra. O campo gravitacional nas proximidades do corpo dobra e amplia a luz da estrela distante, agindo como uma lente. Essa técnica inclusive pode revelar muito sobre o objeto que está em primeiro plano. Por exemplo, no caso de uma estrela, se ela hospeda ou não um planeta. E, em caso afirmativo, quão grande é esse planeta quando comparado ao tamanho da estrela.
Neste novo estudo, a equipe observou um intrigante caso de microlente usando telescópios na Nova Zelândia e no estado australiano da Tasmânia. Eles determinaram, então, que o objeto em primeiro plano tem um companheiro em órbita com cerca de 0,05% de sua massa. Segundo Wes Traub, cientista-chefe do escritório do Programa de Exploração Exoplanet da NASA, “uma possibilidade é que o sistema de microlente tenha sido formado por um planeta e sua lua, o que, se for verdade, seria uma descoberta espetacular de um tipo totalmente novo de sistema”.
Os modelos dos pesquisadores apontam que de fato o corpo visto é uma lua. Mas, também de acordo com Traub, “se você simplesmente olhar para o cenário é mais provável que seja uma estrela”.
A equipe poderia resolver o mistério se soubesse o quão longe da Terra esse sistema de microlente, batizado MOA -2011- BLG -262, se encontra. Se ele estiver relativamente perto, MOA -2011- BLG -262 é provavelmente um planeta sem estrelas com uma lua; mas, se estiver muito distante, seria tão grande quanto uma estrela para produzir os mesmos efeitos de microlente gravitacional, disseram os pesquisadores.

Nunca saberemos

Infelizmente, a verdadeira identidade do MOA -2011- BLG -262 provavelmente continuará a ser um mistério para sempre. Eventos de microlente, como esse de que falamos anteriormente, são absolutamente aleatórios, de modo que é praticamente impossível definir quando acontecerá outra vez – o que impossibilita observações de acompanhamento para tirarem mais conclusões.
“Nós não vamos ter a oportunidade de observar o candidato à exolua novamente”, declarou o principal autor do estudo David Bennett, da Universidade de Notre Dame (EUA). “Mas podemos esperar por mais descobertas inesperadas como essa”, concluiu.
E, quando elas acontecerem, os astrônomos estarão preparados. Porque, no futuro, eles serão capazes de medir distâncias durante os eventos de microlente gravitacional usando o princípio de paralaxe, que descreve como a posição de um objeto parece mudar quando vista a partir de dois locais diferentes. De acordo com os pesquisadores, essa estratégia poderia funcionar se conseguissem observar um evento de microlente com dois telescópios muito espaçados na Terra, ou com um telescópio no chão e outro instrumento em órbita, como o Spitzer ou o Kepler, telescópios espaciais da NASA.

Novo planeta anão foi descoberto nos confins do Sistema Solar

Foi encontrado um novo planeta anão além da órbita de Plutão, sugerindo que essa distante região contenha milhões de objetos ainda não descobertos, incluindo, talvez, um mundo maior que a Terra.

© NASA/JPL-CALTECH (ilustração do planeta anão Sedna)

O novo corpo celeste descoberto, chamado de 2012 VP113, se junta ao planeta anão Sedna, como um residente confirmado, de uma imensa região inexplorada, chamada de Nuvem de Oort Interna. Além do mais, tanto o 2012 VP113 como o Sedna, podem ter sido colocados em suas longas órbitas por um planeta ainda maior que permanece invisível nas frígidas profundezas do Sistema Solar.

“Esses dois objetos são somente a ponta do iceberg”, disse o co-autor do estudo Chadwick Trujillo, do Observatório Gemini, no Havaí. “Eles existem em uma parte do Sistema Solar que nós normalmente pensávamos que era praticamente vazia de qualquer matéria. E assim, eles nos mostram como nós na verdade sabemos pouco sobre o nosso Sistema Solar”.

Por algumas décadas, os astrônomos têm dividido nosso Sistema Solar em três partes principais: uma zona interna, contendo os planetas rochosos, como a Terra e Marte; um reino intermediário abrigando os gigantes gasosos como Saturno, Júpiter, Urano e Netuno; e uma região externa, chamada de Cinturão de Kuiper, populada por mundos distantes e congelados como Plutão.

A descoberta de Sedna, em 2003, deu uma pista de que esse mapa estava incompleto. Sedna, que tem cerca de 1.000 quilômetros de diâmetro, possui uma órbita incrivelmente elíptica, não chegando mais perto do Sol, do que 76 Unidades Astronômicas (UA) e atingindo o ponto mais distante de sua órbita a 940 UA. Isso coloca Sedna nas fronteiras mais distantes do nosso Sistema Solar. Por comparação, a órbita de Plutão varia entre 29 e 49 UA.

E agora, os astrônomos sabem que o Sedna não está sozinho. Trujillo e Scott Sheppard, do Carnegie Institute for Science de Washington, descobriram o 2012 VP113 usando a Dark Energy Camera, que está instalada no telescópio de 4 metros no Observatório Inter-Americano de Cerro Tololo, no Chile.

Observações subsequentes feitas com o telescópio Magalhães de 6,5 metros no Observatório de Las Campanas, também no Chile, ajudaram a Trujillo e Sheppard determinarem os detalhes da órbita do 2012 VP113 e aprenderem um pouco mais sobre o objeto.

O corpo atinge seu ponto mais próximo do Sol a 80 UA, e no ponto mais distante atinge 452 UA. Com cerca de 450 km de diâmetro, o 2012 VP113 é grande o suficiente para ser qualificado como um planeta anão, se ele for composto primariamente de gelo, de acordo com os pesquisadores. Por definição, planetas anões precisam ser grandes o suficiente para que sua gravidade os moldem na forma esférica, a massa necessária para que isso aconteça depende da composição do objeto.

Objetos distantes como o Sedna e o 2012 Vp113 são incrivelmente difíceis de serem identificados, os astrônomos só têm essa chance, quando os objetos se aproximam do Sol.

Com base na porção do céu que os cientistas pesquisaram, Trujillo e Sheppard, estimam que cerca de 900 corpos maiores que o Sedna, possam existir na Nuvem de Oort Interna. A verdadeira Nuvem de Oort é uma concha congelada ao redor do Sistema Solar que começa talvez a 5.000 UA do Sol e contém trilhões de cometas.

A população de objetos da Nuvem de Oort Interna, de fato, pode exceder a do Cinturão de Kuiper, e exceder também a população de objetos localizados entre Marte e Júpiter.

“Alguns desses objetos da Nuvem de Oort Interna poderiam rivalizar em tamanho com Marte, ou até mesmo com a Terra”, disse Sheppard. “Isso pode ocorrer pois muitos dos objetos da Nuvem de Oort Interna estão tão distantes que mesmo os maiores são muito apagados para serem observados com a tecnologia atual.

Os astrônomos não sabem muito até agora sobre a origem ou a história evolucionária do Sedna e do 2012 VP113. Os objetos podem ter se formado mais perto do Sol, por exemplo, antes de terem sido empurrados pelas interações gravitacionais por outras estrelas, talvez irmãs gêmeas do aglomerado onde o Sol nasceu. Outra hipótese é que os objetos podem ser corpos alienígenas que o Sol arrancou de outro sistema durante um encontro estelar.

Também é possível que o 2012 VP113 e seus vizinhos tenham sido chutados do Cinturão de Kuiper para a Nuvem de Oort Interna quando um grande planeta foi iniciado a muito tempo atrás. Esse planeta pode ter sido ejetado completamente do Sistema Solar, ou ele ainda pode estar lá, num local ainda mais distante, esperando para ser descoberto.

De fato, certas características das órbitas de Sedna e do 2012 VP113 e de alguns dos objetos mais distantes do Cinturão de Kuiper são consistentes com a presença contínua de um grande e extremamente distante perturbador. É possível que um planeta com aproximadamente 10 vezes mais massa que a Terra, localizado a centenas de UA do Sol, esteja orientando esses corpos em suas órbitas atuais.

Essa suposição é distante de uma prova de que um Planeta X, não descoberto, exista de verdade, diz Trujillo. Mas ele disse que a porta está aberta, observando que um corpo com massa semelhante à da Terra, e localizado a 250 UA do Sol, provavelmente não seria detectável atualmente.

“Isso levanta a possibilidade de que posa existir algo lá com uma massa significante, massa igual ou superior, à massa da Terra, que nós desconhecemos totalmente”, completa ele.

Isso se tornará mais claro, à medida que mais objetos da Nuvem de Oort Interna sejam descobertos, permitindo que os astrônomos coloquem mais restrições na origem e na evolução orbital desses corpos distantes e gelados.

“Eu acredito que seja difícil desenharmos conclusões definitivas a partir de dois objetos”, disse Trujillo. “Se nós tivermos 10 objetos identificados na Nuvem de Oort Interna, então nós podemos realmente começar a dizer algo mais detalhado sobre os cenários de formação”.

Fonte: Discovery e Nature

O manto terrestre fornece indícios sobre a idade da Lua

Pesquisadores obtiveram a melhor estimativa para a idade da data de nascimento da nossa Lua, um evento que aconteceu cerca de 100 milhões de anos depois do surgimento do Sistema Solar.

 

© NASA/JPL-Caltech (ilustração do impacto da Terra com Theia)

Essa nova descoberta sobre a origem da Lua pode ajudar a resolver um mistério sobre por que a Lua e a Terra aparecem virtualmente idênticas em sua constituição.

Os cientistas têm sugerido que a Lua se formou a 4,5 bilhões de anos atrás por uma gigantesca colisão entre um objeto do tamanho de Marte, chamado de Theia, uma colisão que teria derretido boa parte da Terra. Esse modelo sugere que mais de 40% da Lua foi feita de detritos gerados por esse corpo que se chocou com a Terra. A teoria vigente até então sugeria que a Terra teria experimentado alguns impactos gigantescos durante a sua formação, com o impacto que formou a Lua sendo o último.

Contudo, os pesquisadores suspeitam que Theia era quimicamente diferente da Terra. Em contraste, os estudos recentes revelaram que a Lua e a Terra aparecem muito parecidas quando se analisa as versões dos elementos chamados de isótopos, mais do que é sugerido pelo modelo atual de impacto.

“Isso significa que no nível atômico, a Terra e a Lua são corpos idênticos”, diz o líder do estudo Seth Jacobson, um cientista planetário do Observatório de la Côte d’Azur em Nice, na França. “Essa nova informação desafia a teoria do impacto gigantesco para a formação lunar”.

Ninguém contestou seriamente um impacto como sendo o cenário mais provável para a formação da Lua, disse Jacobson. Entretanto, o fato da Terra e da Lua serem virtualmente idênticas no nível atômico colocou as exatas circunstâncias da colisão em questão.

Agora, com uma melhor definição de quando a Lua se formou, Jacobson e seus colegas podem ajudar a explicar por que a Lua e a Terra são corpos misteriosamente idênticos.

Os esforços feitos até hoje para definir uma data para a formação da Lua propuseram uma grande variedade de idades. Algumas teorias sugerem um evento que tenha ocorrido 30 milhões de anos depois da formação do Sistema Solar, enquanto outros sugerem que esse evento tenha ocorrido mais de 50 milhões de anos e possivelmente mais de 100 milhões de anos, depois da formação do Sistema Solar.

Para ajudar a resolver esse mistério, Jacobson e seus colegas simularam o crescimento dos planetas rochosos do Sistema Solar – Mercúrio, Vênus, Terra e Marte – a partir do disco protoplanetário de milhares de blocos planetários orbitando o Sol.

Analisando como esses planetas se formaram e cresceram a partir de mais de 250 simulações computacionais, os pesquisadores descobriram que se o impacto que formou a Lua ocorreu antes, a quantidade de material acrescido na Terra posteriormente seria maior. Se o impacto ocorreu depois, a quantidade seria menor.

Pesquisas anteriores calcularam a quantidade de material acrescido na Terra depois da formação da Lua. Essas estimativas são baseadas em como elementos como o irídio e a platina mostram uma forte tendência de se mover no núcleo da Terra. Após cada impacto gigantesco a Terra nascente era sustentada, esses elementos teriam lixiviado o manto da Terra e aglutinado com um material mais pesado rico em ferro destinado a afundar no núcleo da Terra.

Após o último gigantesco impacto que formou a Lua, o manto deve ter sido quase que completamente despido de irídio, platina e seus elementos primos. Esses elementos estão ainda presentas no manto, mas somente em pequenas quantidades, que sugerem que somente uma pequena quantidade de material foi acrescido na Terra depois da formação da Lua.

Os pesquisadores calcularam que o impacto que formou a Lua deve ter ocorrido cerca de 95 milhões de anos depois da formação do Sistema Solar, com uma incerteza para mais ou para menos de 32 milhões de anos.

“Um evento tardio de formação da Lua, como sugerido pelo nosso trabalho, é mais consistente com o fato da Terra e da Lua, serem corpos idênticos”, disse Jacobson.

Em adição, análises recentes propõem que o impacto que criou a Lua necessita de uma colisão mais rápida e mais energética do que se sugeria anteriormente. Isso faz sentido se o impacto ocorreu relativamente mais tarde com um disco protoplanetário mais velho, como sugerem as descobertas.

“Discos mais velhos tendem a ser dinamicamente mais ativos, já que existem poucos corpos deixados no disco para que a energia seja distribuída entre eles”, disse Jacobson.

Essas novas descobertas levantam um novo quebra-cabeça. Enquanto elas sugerem que a Lua e a Terra se formaram juntas aproximadamente 100 milhões de anos depois do Sistema Solar ter surgido, evidências de meteoritos de Marte, sugerem que ele se formou poucos milhões de anos depois do surgimento do Sistema Solar.

“Isso significa que a Terra e Marte se formaram em escalas de tempo bem diferentes, com Marte se formando muito mais rápido do que a Terra”, disse Jacobson. “Como pode ser isso? É só uma questão de tamanho? Localização? E sobre Mercúrio e Vênus? Eles cresceram em escala de tempo similar ao da Terra ou similar ao de Marte? Eu acho que essas são algumas das questões realmente importantes que nós, como uma comunidade de cientistas planetários, iremos focalizar no futuro”.

Os detalhes das descobertas estão na edição de Abril da revista Nature.

Fonte: Observatoire de la Côte d’Azur

Novas evidências de oceano sob a crosta de Encélado

Novas evidências confirmam que um oceano de água líquida se esconde sob a superfície congelada de uma das luas de Saturno, Encélado.

 

© Cassini (Encélado)

De acordo com cientistas, a presença de água eleva a posição de Encélado entre os locais do Sistema Solar para a busca de vida extraterrestre.
Encélado intriga pesquisadores desde 2005 quando a sonda Cassini, da NASA, descobriu plumas ricas em água no polo sul da lua, levantando a possibilidade de estarem escapando de um mar líquido subterrâneo. Agora essa mesma sonda acabou de apoiar a hipótese oceânica ao medir o campo gravitacional de Encélado.
Cientistas monitoraram cuidadosamente como a lua desviava a Cassini de seu curso e determinaram que Encélado deve ter mais massa em seu polo sul do que aparenta. Os pesquisadores observaram que como a água líquida é mais densa que o gelo, um oceano subterrâneo poderia contribuir com essa massa oculta. “É muito difícil encontrar uma explicação para esses dados que não envolva uma espessa camada de água líquida sob o gelo” declara David Stevenson, cientista planetário do Instituto de Tecnologia da Califórnia.
Ainda que os dados gravitacionais não tragam provas de que o líquido é água, ela é a explicação mais provável por ser farta em Encélado, mesmo sendo vista principalmente na forma de gelo, e porque rochas não produziriam o padrão gravitacional observado, explica Stevenson.
Ainda que plumas pudessem se formar com o derretimento do gelo da superfície, uma conexão com uma fonte de água subterrânea também é provável. E o fato de as plumas de Encélado se originarem em seu polo sul, a mesma localização do suposto oceano, é outro fator em favor da explicação do oceano aquático. “Esses novos resultados são como uma história de detetive. Encontrar impressões digitais confirma a hipótese de motivo e oportunidade”, compara Larry Esposito, cientista planetário da University of Colorado Boulder, que não se envolveu no estudo.
O próprio Stevenson admite seu ceticismo inicial. “Antes desses resultados não estava claro que Encélado tinha um oceano”, contou Stevenson a jornalistas durante uma teleconferência na quarta-feira. “É possível produzir água simplesmente esfregando blocos de gelo uns contra os outros, assim, não era possível concluir que existia um volume enorme de água. Agora sabemos que existe”.
Os dados da Cassini implicam um oceano com cerca de 10 quilômetros de profundidade abaixo da superfície, cobrindo uma área quase do tamanho do Lago Superior, o maior dos Grandes Lagos americanos, com mais de 82 mil km². Ele ficaria enterrado sob aproximadamente 50 quilômetros de gelo. Teoricamente, um reservatório desse tipo poderia abrigar alguma forma de vida que se acredita depender de água líquida. “Existem organismos terrestres que ficariam perfeitamente confortáveis nesse ambiente” observou Jonathan Lunine, coautor do estudo e cientista planetário da Cornell University. “Isso torna o interior de Encélado um local muito atraente para a busca de vida”.
Encélado não é o único corpo do Sistema Solar que pode abrigar um oceano subterrâneo. Acredita-se que Europa, uma das luas de Júpiter é outro alvo das buscas por vida extraterrestre, contenha um oceano global abaixo do gelo de sua superfície, e outros satélites jovianos, Calisto e Ganimedes, também apresentam evidências de mares subterrâneos. Enquanto o oceano de Ganimedes provavelmente fica abaixo de uma camada mais profunda de gelo, a água de Encélado ficaria sobre o núcleo de silicato da lua. De acordo com Lunine, como o silicato pode fornecer alguns dos compostos químicos necessários para a vida, como sais, fósforo e enxofre, o arranjo poderia oferecer a chance para que esses compostos se misturem com a água líquida e produzam vida.
Para realizar as últimas descobertas, os pesquisadores precisaram rastrear cuidadosamente os movimentos da Cassini, monitorando mudanças minúsculas na frequência do sinal enviado de volta para a Terra, chamadas de desvios Doppler. “É a mesma coisa que estão usando para o avião da Malásia, mas nós conseguimos fazer isso com mais precisão”, declara Stevenson.
Após coletar dados durante três passagens da Cassini nas proximidades de Encélado, cientistas puderam estimar o campo gravitacional da lua com precisão suficiente para determinar que existe alguma massa adicional sob sua superfície. “Se isso estiver correto, teremos novas informações importantes sobre o que pode estar acontecendo abaixo das plumas”, observa Matthew Hedman, cientista planetário da University of Idaho, que não se envolveu na pesquisa.
“Uma pergunta importante que precisa de resposta é: Como um oceano desses se conecta à superfície para produzir plumas?”. Também não se sabe porque o polo norte de Encélado até agora não apresenta sinais de atividade de plumas, ou de um oceano. Cientistas acreditam que marés gravitacionais de Saturno poderiam estar aquecendo o interior da lua, derretendo o gelo para formar o oceano. Esse aquecimento provavelmente seria maior nos polos. “Eu não sei porque isso só acontece no sul”, admite Stevenson.
As novas evidências e as questões que elas levantam só estão deixando os cientistas mais ansiosos para dedicar parte do tempo restante da Cassini em Saturno ao estudo de Encélado. A sonda chegou ao planeta dos aneis em 2004, e deve sofrer uma morte espetacular ao mergulhar na atmosfera de Saturno em 2017. Antes disso, a Cassini tem mais três sobrevoos de Encélado planejados. Com sorte, mais descobertas serão feitas.

Fonte: Science e Scientific American