Encontrado planeta na zona de habitabilidade da estrela mais próxima

Impressão artística do planeta que orbita a Proxima Centauri.
Crédito: ESO / M. Kornmesser

A campanha Pálido Ponto Vermelho revela um mundo com a massa da Terra em órbita da Proxima Centauri.

A localização da Proxima Centauri no céu austral.
Crédito: Y. Beletsky (LCO) / ESO / ESA / NASA / M. Zamani

Com o auxílio dos telescópios do ESO e doutras infraestruturas, os astrónomos encontraram evidências claras de um planeta em órbita da estrela mais próxima da Terra, a Proxima Centauri.

Este mundo, há muito procurado, designado por Proxima b, orbita a sua estrela progenitora, vermelha e fria, a cada 11 dias, possuindo uma temperatura que permite a existência de água líquida à sua superfície.

Este mundo rochoso é um pouco mais massivo que a Terra e trata-se do exoplaneta mais próximo de nós — podendo também ser o mais próximo a albergar vida fora do Sistema Solar.

Um artigo científico descrevendo esta descoberta marcante foi publicado na revista Nature a 25 de agosto de 2016.

A Proxima Centauri e o seu planeta comparados ao Sistema Solar.
Crédito: ESO / M. Kornmesser / G. Coleman

A estrela anã vermelha chamada Proxima Centauri situa-se a apenas cerca de 4 anos-luz de distância do Sistema Solar, sendo por isso a estrela mais próxima da Terra, com excepção do Sol. Esta estrela fria, localizada na constelação do Centauro, é demasiado ténue para poder ser vista a olho nu, situando-se perto do par de estrelas muito mais brilhante conhecido por Alfa Centauri AB.

Durante a primeira metade de 2016, a Proxima Centauri foi regularmente observada com o espectrógrafo HARPS, montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, instalado em La Silla, no Chile, e simultaneamente monitorizada por outros telescópios em todo o mundo. Tratou-se da campanha Pálido Ponto Vermelho, durante a qual uma equipa de astrónomos liderada por Guillem Anglada, do Queen Mary University of London, procurou uma oscilação minúscula da estrela, que seria causada pela atração gravitacional de um possível planeta que a orbitasse.

O movimento de Proxima Centauri em 2016, que revela as impressões digitais de um planeta.
Crédito: ESO / G. Anglada-Escudé

O nome Pálido Ponto Vermelho reflete a famosa referência de Carl Sagan à Terra como Pálido Ponto Azul. Como a Proxima Centauri é uma estrela anã vermelha, banhará o seu planeta com um brilho vermelho pálido.

Uma vez que este é um tópico que gera muito interesse entre o público, de meados de janeiro a abril de 2016 o progresso da campanha foi partilhado publicamente no website do Pálido Ponto Vermelho e nas redes sociais. Relatórios regulares foram acompanhados por diversos artigos de divulgação escritos por especialistas de todo o mundo.

Impressão artística do planeta que orbita a Proxima Centauri.
Crédito: ESO / M. Kornmesser

Guillem Anglada-Escudé contextualiza esta busca única:

“Os primeiros indícios da existência de um possível planeta em torno da Proxima Centauri foram observados em 2013, no entanto a detecção não foi convincente. Desde essa altura que temos trabalhado arduamente de modo a obter mais observações a partir do solo com a ajuda do ESO e doutras instituições. Estivemos a preparar a recente campanha Pálido Ponto Vermelho cerca de dois anos.”

O céu em torno de Alfa Centauri e Proxima Centauri.
Crédito: Digitized Sky Survey 2; Agradecimentos: Davide De Martin / Mahdi Zamani

Os dados do Pálido Ponto Vermelho, quando combinados com observações anteriores obtidas nos observatórios do ESO e noutros lados, revelaram o sinal claro de um resultado verdadeiramente excitante. Há alturas em que a Proxima Centauri se aproxima da Terra com uma velocidade de cerca de 5 km/hora — a velocidade normal de andamento de um ser humano — e outras alturas em que se afasta à mesma velocidade. Este padrão regular de variação nas velocidades radiais repete-se com um período de 11,2 dias. Uma análise cuidada dos minúsculos desvios de Doppler resultantes mostrou que estes desvios indicam a presença de um planeta com uma massa de pelo menos 1,3 vezes a massa da Terra, orbitando a cerca de 7 milhões de km da Proxima Centauri — apenas 5% da distância Terra-Sol.

A Proxima Centauri na constelação austral do Centauro.
Crédito: ESO / IAU e Sky & Telescope

Guillem Anglada-Escudé comenta a excitação dos últimos meses:

“Verifiquei a consistência do sinal todos os dias durante as 60 noites da campanha Pálido Ponto Vermelho. Os primeiros 10 eram muito promissores, os primeiros 20 eram consistentes com as expectativas e a partir de 30 dias o resultado era praticamente definitivo, por isso começámos a escrever um artigo!”

Tamanhos relativos das componentes de Alfa Centauri e outros objetos.
Crédito: ESO

As anãs vermelhas como a Proxima Centauri são estrelas ativas, podendo por isso apresentar variações que reproduzem a presença de um planeta. Para excluir esta possibilidade, a equipa monitorizou também de forma cuidada a variação do brilho da estrela durante a campanha, com o auxílio do telescópio ASH2, instalado no Observatório de Explorações Celestes de San Pedro de Atacama, no Chile, e da rede de telescópios do Observatório Las Cumbres. Os dados de velocidade radial obtidos na altura em que a estrela sofria erupções foram excluídos da análise final.

Comparação entre tamanhos angulares aparentes.
Uma comparação do tamanho angular aparente com que a estrela Proxima aparecerá no céu do planeta Proxima b, comparado como o Sol aparece no céu da Terra.
A Proxima Centauri é muito mais pequena que o Sol, mas Proxima b situa-se muito mais próximo da sua estrela.
Crédito: ESO / G. Coleman

Embora o planeta Proxima b orbite muito mais próximo da sua estrela do que Mercúrio o faz do Sol no nosso Sistema Solar, a estrela propriamente dita é muito mais ténue que o Sol, o que faz com que Proxima b se situe bem dentro da zona de habitabilidade da estrela, tendo uma temperatura de superfície estimada que permite a presença de água líquida. Apesar da órbita temperada de Proxima b, as condições à superfície podem ser fortemente afectadas pelas erupções de raios ultravioleta e de raios X da estrela — que são muito mais intensas que as sentidas na Terra vindas do Sol.

A possibilidade deste tipo de planeta ter água e vida do tipo da Terra é assunto de debate intenso mas essencialmente teórico. As principais preocupações contra a presença de vida estão relacionadas com a proximidade da estrela. Por exemplo, forças gravitacionais manterão muito provavelmente o mesmo lado do planeta em luz perpétua, enquanto o outro lado se manterá em noite perpétua. A atmosfera do planeta pode também estar a evaporar-se lentamente ou pode ter uma química mais complexa que a da Terra devido a radiação ultravioleta e raios X muito fortes, principalmente durante o primeiro mil milhão de anos de vida da estrela. No entanto, nenhum destes argumentos é determinante, não se podendo tirar nenhuma conclusão sem evidências observacionais diretas e caracterização da atmosfera do planeta.

Dois artigos separados debatem a habitabilidade de Proxima b e o seu clima possível. Pensa-se que água líquida possa existir à superfície do planeta apenas nas regiões mais ensolaradas, tanto numa zona situada do hemisfério do planeta que se encontra virado para a estrela (rotação síncrona) ou num cinturão tropical (rotação de ressonância 3:2). A rotação de Proxima b, a forte radiação emitida pela sua estrela e a história de formação do planeta fazem com que o clima seja muito diferente do da Terra, sendo improvável que Proxima b tenha estações.

Impressão artística do planeta que orbita a Proxima Centauri.
Crédito: ESO / M. Kornmesser

Esta descoberta marca o início de observações extensas subsequentes, tanto obtidas com os instrumentos atuais [5], como com a nova geração de telescópios gigantes tais como o European Extremely Large Telescope (E-ELT). Proxima b será o alvo principal para se procurar evidências de vida noutros locais do Universo. Aliás, o sistema de Alfa Centauri é também o alvo da primeira tentativa da humanidade de viajar para outro sistema estelar, o projeto StarShot.

A campanha Pálido Ponto Vermelho trata-se de uma busca interncional por um exoplaneta do tipo terrestre em órbita da estrela mais próxima de nós, a Proxima Centauri.

Guillem Anglada-Escudé conclui:

“Descobriram-se já muitos exoplanetas e irão descobrir-se muitos mais, no entanto a procura do mais próximo potencial planeta análogo à Terra e a sua subsequente descoberta constituíram na realidade uma experiência para toda a vida para toda a equipa. A história e esforços de muitas pessoas convergiram nesta descoberta. Este resultado é por isso também um tributo a todos eles. A procura de vida em Proxima b é o passo seguinte…”