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terça-feira, 15 de novembro de 2011

Como usar o observatório espacial Kepler para descobrir exoluas habitáveis?







Já examinamos aqu há alguns meses o trabalho de David Kipping sobre exoluas (também chamadas de luas extrasolares). O exame das luas pertencentes aos planetas do Sistema Solar nos indica que encontrar um satélite habitável em outro planeta não está fora de nosso alcance. Afinal, estamos a cada dia coletando informações em possíveis habitats para suportar, pelo menos, a vida microbiana em locais como Europa (Júpiter) e Enceladus (Saturno). Além disso, há especulações sobre biosferas similares presentes em alguns objetos do Cinturão de Kuiper (KBOs) que também fazem parte deste novo contexto.


Assim, que tal uma exolua habitável em volta de um exoplaneta gigante gasoso? David Kipping (University College London) tem trabalhado intensivamente nestas questões com relação ao observatório espacial recém lançado Kepler. Kipping alega notáveis conclusões de seu recente estudo: a existência de um exoplaneta do tamanho de Saturno na zona de habitação de uma pequena estrela anã-vermelha, classe M, já permite a detecção de uma exolua de até 0,2 vezes a massa da Terra!




Uma exolua habitável iria nos oferecer esta visão exótica, uma vista excepcional que pode até ser bem mais comum na galáxia que antes pensávamos.


Isto agora pode nos soar estranho, tendo em vista que o observatório Kepler não tem a capacidade de encontrar exoplanetas com massa tão pequena (20% da massa da Terra). Como pode então Kipping afirmar que pode encontrar exoluas deste quilate? A resposta é que a detecção de uma exolua depende de duas medidas e nenhuma delas demanda a observação direta da redução da luminosidade da estrela hospedeira pelo trânsito da exolua em si. O que o time do Kipping está procurando é o efeito causado pela exolua em seu exoplaneta e o trânsito de um mundo da classe-Saturno em volta de uma anã-vermelha classe M é algo que Kepler pode tratar facilmente.


O método proposto por Kipping e seu time baseia-se em dois conjuntos de observações:


Medição do tempo de trânsito: a existência de variações na quantidade de tempo que o exoplaneta em trânsito leva para completar sua órbita pode ser um sinal da presença de uma exolua.
Adicione a seguir a variação na segunda medição, a duração do trânsito, e você poderá obter a evidência confirmando a presença da exolua.
A duração do trânsito mede a velocidade na qual o planeta efetivamente passa em frente da sua estrela. O artigo Detecting Life-Friendly Moons, na revista Astrobiology Magazine explica que os dois sinais podem ocorrer separadamente se uma exolua está envolvida, excluindo outras possíveis causas.


Obviamente, os pesquisadores do programa Kepler estão plenamente dedicados apenas na caça de exoplanetas. Por outro lado uma pesquisa de exoluas usando o banco de dados com as informações geradas pelo observatório Kepler será em breve o alvo de investigações futuras pelos cientistas.






Uma exolua gigante similar a Terra orbitando um massivo exoplaneta tipo Júpiter. Crédito: Dan Durda


Exoluas gigantes são o alvo
Estima-se que se uma exolua gigante com massa da ordem de 1/3 da massa terrestre (~3 vezes a massa de Marte) consegue sustentar um campo magnético. Com a proteção de tal campo magnético a vida poderá desenvolver-se protegida da presença nociva dos cinturões de radiação do exoplaneta hospedeiro. Uma exolua desta dimensão, segundo Kipping, seria detectável em distâncias de até 500 anos-luz do Sol.


Assim, “devem existir tantas exoluas habitáveis quanto exoplanetas habitáveis em nossa galáxia”, Kipping afirmou para Astrobiology Magazine, um pensamento audacioso com ramificações para o paradoxo de Fermi. O mais intrigante é que combinando as duas medidas previstas pelo time de Kipping poderemos saber tanto o período orbital da exolua quanto a sua massa. Prosseguindo nesta linha de raciocínio teremos o que mais? Sabendo o período orbital teremos a capacidade de prever um até um ‘eclipse exolunar’ cujo estudo espectroscópico poderá revelar a assinatura dos gases da atmosfera da exolua. Sabemos que isto representa o limiar da tecnologia, mas poderá tornar-se factível se os recursos apropriados forem alocados neste projeto inovador.




O artigo assinado por Kipping et al., “On the detectability of habitable exomoons with Kepler-class photometry” [A detectabilidade de exoluas habitáveis através da classe fotométrica do Kepler] foi publidado em Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, em 24 de setembro de 2009. 

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