TRAPPIST-1d

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TRAPPIST-1d
Exoplaneta Estrelas com exoplanetas
Estrela mãe[1]
Estrela TRAPPIST-1[1]
Constelação Aquarius
Ascensão reta 23h 06m 29.283s[1]
Declinação 05° 02′ 28.59″[1]
Magnitude aparente 18.80 ± 0.08[1]
Distância 40[1] anos-luz
12.5[1] pc
Tipo espectral M8[1][2]:1236
Elementos orbitais
Semieixo maior 0.01111 ± 0.00034[3] UA
Excentricidade 0.019[4]
Período orbital 1.510848 (± 1.9e-05)[1]
Inclinação 89.41 (± 0.41)[1]
Características físicas
Massa 0.08 (± 0.009) (± 0.02)[1] MJ
0.79[4] M🜨
Raio 0.117 (± 0.004)[1] RJ
1.086 ± 0.035[4] R🜨
Densidade 3.401 ± 1.16 g/cm³
Gravidade superficial ~0.6689 m/s²
Temperatura 400.1 ± 7.7[4] K
Descoberta[4]
Data da descoberta 2 de maio de 2016
Descobridores Michaël Gillon et al.
Método de detecção Trânsito
Estado da descoberta Confirmado

TRAPIST-1d, também conhecido como 2MASS J23062928-0502285, é um pequeno exoplaneta (cerca de 40% da massa da Terra), que orbita a borda interior da zona habitável da estrela anã ultrafria TRAPPIST-1, localizada a 40,7 a.l. (1,25×1033 pc) anos-luz da Terra na constelação Aquarius. O exoplaneta foi detectado utilizando o método de fotometria de trânsito, no qual o efeito de escurecimento que um planeta causa ao passar em frente a sua estrela é medido. Os primeiros sinais do planeta foram anunciados em 2016, mas não foi até o ano seguinte que mais informações sobre a natureza do planeta foram obtidas. TRAPPIST-1d é o segundo planeta menos massivo de seu sistema e provavelmente tem uma atmosfera compacta pobre em hidrogênio, similar a Vênus, a Terra ou a Marte.[5] Ele recebe apenas 4,3% mais luz solar que a Terra, colocando-o no interior da zona habitável[6] ele tem em torno de <5% da sua massa em uma camada volátil, que poderia consistir uma atmosfera, oceanos, e/ou camadas de gelo.[7] Um estudo de 2018 realizado pela Universidade de Washington concluiu que TRAPPIST-1d talvez seja um planeta parecido com Vênus, um exoplaneta com uma atmosfera inabitável.[8] O planeta é possivelmente um eyeball planet.[9]

Raio, massa e temperatura[editar | editar código-fonte]

Como TRAPPIST foi detectado utilizando o método de fotometria de trânsito, cientistas conseguiram facilmente determinar o seu raio. O planeta tem um raio de 0788 Raio terrestre com uma pequena margem de erro de 70 km. Variações no tempo de trânsito e simulações complexas de computador ajudaram a determinar a massa do planeta, o que levou a possibilidade dos cientistas calcularem a sua densidade, gravidade na superfície e composição. TRAPPIST-1d tem apenas 0388 Massa da Terra (± 0,012), fazendo dele um dos exoplanetas menos massivos que já foi encontrado.[10] Estimativas iniciais sugeriram que ele 61,6% da densidade terrestre e logo abaixo de metade da gravidade. Comparado a Marte, ele tem quase três vezes a sua massa mas parece ser significantemente menos denso, o que indica a presença de uma atmosfera;modelos de baixa densidade de TRAPPIST-1d indicam uma composição principalmente rochosa, mas com cerca de ≤5% da sua massa em uma camada volátil. A camada volátil de TRAPPIST-1d pode consistir uma atmosfera, oceano, e/ou camadas de gelo.[7] No entanto, estimativas mais refinadas mostram que o planeta é mais denso, perto de 79,2% da densidade terrestre de (435 g/cm3).[10] TRAPPIST-1d tem uma temperatura de equilíbrio de 282,1 K (9,0 °C), assumindo um albedo de 0.[6] Considerando um albedo de 0,3, como o da Terra, a temperatura de equilíbrio do planeta seria em torno de 258 K (−15 °C), bastante próxima a da Terra de 255 K (−18 °C).[11]

Órbita[editar | editar código-fonte]

TRAPPIST-1d é um planeta de órbita próxima, tendo um tempo de órbita completa de apenas 4,05 dias (cerca de 97 horas).[6] Ele orbita a uma distância de apenas 0,02228 ua da sua estrela, ou apenas 2,2% da distância entre a Terra e o Sol.[7] Como comparação, Mercúrio, o planeta mais interno do Sistema Solar, leva 88 dias para orbitar a uma distância de 0,38 ua. O tamanho de TRAPPIST-1 e a órbita próxima de TRAPPIST-1d em torno de sua estrela significa que a magnitude aparente dela é de 5,5 vezes o tamanho do Sol quando visto da Terra. Enquanto um planeta a distância de TRAPPIST-1d do Sol seria um planeta queimado, a baixa luminosidade de TRAPPIST-1 significa que o planeta recebe apenas 1,043 vezes a luz solar que a Terra recebe, colocando-o no interior da zona habitável conservadora.[6]

Estrela anfitriã[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: TRAPPIST-1

O planeta orbita uma (tipo-M) estrela anã ultrafria chamada TRAPPIST-1. A estrela tem uma massa de 0,089 M☉ (perto do limiar entre anã marrons e estrelas de fusão de hidrogênio) e um raio de 0,121 R☉. Ela tem uma temperatura de 2 516 K (2 200 °C), e tem entre 3 e 8 bilhões de anos. Em comparação, o Sol tem 4,6 bilhões de anos[12] e tem uma temperatura de 5 778 K (5 500 °C).[13] A estrela é rica em metais, com uma metalicidade (Fe/H) de 0,04, ou 109% da quantidade solar. Isso é particularmente estranho já que estrelas de massa tão baixa perto do limiar entre anãs marrons e estrelas de fusão de hidrogênio são esperadas a terem consideravelmente menos metais que o Sol. A luminosidade (L☉) de TRAPPIST-1 é de 0,05% da que se refere ao Sol.

Estrelas como TRAPPIST-1 tem a habilidade de viver de 4 a 5 trilhões de anos, 400 a 500 vezes mais que o Sol (o Sol tem cerca de 8 bilhões de anos restantes em sua expectativa de vida, levemente mais que metade do seu tempo de vida).[14] Devido a essa habilidade de viver longos períodos de tempo, é provável que TRAPPIST-1 seja uma das últimas estrelas remanescentes quando o Universo estiver bem mais velho, quando a gás necessário para a formação de estrelas acabar, e será uma das primeiras remanescentes a morrer.

A magnitude aparente da estrela, ou quão luminosa ela é da perspectiva terrestre, é 18,8. Ou seja, ela é muito clara para ser vista a olho nu (o limite é de 6,5).

A estrela não é apenas muito pequena e distante, ela também emite comparativamente pouca luz visível, brilhando principalmente no espectro infravermelho invisível. Até da pequena distância de TRAPPIST-1d, quase 50 vezes mais próximo do que a Terra é do Sol,o planeta recebe menos de 1% da luz visível que a Terra recebe do Sol. Isso provavelmente faria os dias de TRAPPIST-1d serem menos brilhantes que o crepúsculo na Terra. No entanto, isso ainda faria TRAPPIST-1 brilhar no mínimo 3000 vezes mais no céu do que a Lua cheia na noite Terrestre.

Habitabilidade[editar | editar código-fonte]

Modelos e cientistas estão divididos sobre se suas soluções convergentes dos dados para TRAPPIST-1d habitabilidade semelhante a da Terra ou um grave efeito estufa.

Em certos aspectos, esse exoplaneta é um dos encontrados mais semelhantes à Terra. Ele não tem uma atmosfera baseada em hélio-hidrogênio ou hidrogênio, que deixa planetas maiores inabitáveis (o planeta não é suficientemente massivo para reter gases leves).

O planeta é localizado no borda interior da zona habitável da sua estrela anfitriã (área na qual a existência de água líquida na superfície pode ser razoavelmente esperada). O planeta pode também ter água atmosférica, além de líquida, até muitas vezes mais que a Terra.[7] No entanto, algumas soluções de modelamento tridimensional tem pouca água sobrevivendo na superfície após a fase inicial e quente da história do planeta.[3][15] A maioria dos modelos pela Universidade de Washington para TRAPPIST-1d convergem fortmente em um planeta similar a Vênus (efeito estufa descontrolado) com uma atmosfera inabitável.

Já que TRAPPIST-1d tem apenas ~30% da massa da Terra, ele, como Vênus e Marte, talvez não tenha campo magnético, o que permitiria os ventos solares da sua estrela anfitriã de arrancar os componentes mais voláteis de sua atmosfera (incluindo água), deixando-o pobre em hidrogênio.[8] No entanto, devido a sua órbita próxima, TRAPPIST-1d provavelmente está sob efeito de acoplamento de maré e deve ser bastante ativo geologicamente, devido a aperto de maré, como ocorre na lua de Júpiter, Io. Assim, os gases vulcânicos poderiam reabastecer a atmosfera perdida aos ventos solares. TRAPPIST-1d pode resistir o aquecimento de maré se ele tiver um albedo de ≥0,3, de acordo com outras análises. Os mesmos pesquisadores apontam que uma proximidade dessas tende a aumentar a atividade geotérmica e aumentar o aquecimento de maré do fundo dos oceanos.[8] Se o planeta sofreu de efeito estufa descontrolado, a sua atmosfera deve ser mais fina e fria que a de Vênus, devido a sua massa menor e o fato de ele receber apenas cerca de metade da radiação que a Terra recebe (enquanto Vênus recebe quase que o dobro).

A falta de um campo magnético irá resultar na superfície receber mais partículas carregadas e se o planeta sofrer de acoplamento de maré, uma atmosfera densa pode ser o suficiente para transferir calor do lado iluminado ao lado escuro e frio.

Descoberta[editar | editar código-fonte]

Uma equipe de astrônomos liderados por Michaël Gillon do Institut d’Astrophysique et Géophysique at the Universidade de Lieja[16] na Bélgica usou o telescópio TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) no observatório de La Silla no deserto de Atacama, no Chile,[17] para observar TRAPPIST-1 e procurar por planetas que a orbitam. Utilizando fotometria de trânsito, detectaram três planetas com tamanho comparável a Terra orbitando a anã; os dois mais internos sofriam de acoplamento de maré enquanto o mais exterior parece estar justo na zona habitável ou logo do lado de fora.[18][19] A equipe fez suas observações de Setembro de 2015 até Dezembro de 2015, e publicou os seus achados em Maio de 2016 na revista científica Nature.[17][20]

A alegação original e o tamanho presumido do planeta foi revisado quando o sistema completo de sete planetas foi revelado em 2017:

”Nós já sabíamos que TRAPPIST-1, uma pequena e fraca estrela de cerca de 40 anos-luz de distância era especial. Em Maio 2016, uma equipe liderada por Michaël Gillon da Universidade de Lieja, na Bélgica, anunciou que ela era orbitada por três planetas, provavelmente rochosos: TRAPPIST-1b, c e d...
”À medida que a equipe assistiu sombra após sombra cruzar a estrela, os três planetas não pareciam o suficiente para explicar o padrão. “Em um momento nós não conseguíamos entender todos esses trânsitos,” disse Gillon.
”Agora, depois de usar o telescópio espacial Spitzer para observar o sistema por quase três semanas seguidas, Gillon e sua equipe solucionaram o problema: TRAPPIST-1 tem quatro planetas a mais.
”Os planetas mais próximos da estrela, TRAPPIST-1b e c, não foram modificados, mas existe um terceiro planeta, que recebeu o nome d, e o que parecia ser d antes acabou sendo vislumbres de e, f e g. Existe um planeta h, também, vagando para longe e que foi avistado apenas uma vez.”[21]

Referências[editar | editar código-fonte]

  1. ↑ a b c d e f g h i j k l «Planet TRAPPIST-1 b». Exoplanet.eu. Consultado em 6 de maio de 2016 
  2. ↑ Costa, E.; Mendez, R.A.; Jao, W.-C.; Henry, T.J.; Subasavage, J.P.; Ianna, P.A. (4 de agosto de 2006). «The Solar Neighborhood. XVI. Parallaxes from CTIOPI: Final Results from the 1.5 m Telescope Program» (PDF). The American Astronomical Society. The Astronomical Journal. 132 (3). 1234 páginas. Bibcode:2006AJ....132.1234C. doi:10.1086/505706 
  3. ↑ a b Gillon, M.; Triaud, A. H. M. J.; Demory, B.-O.; Jehin, E.; Agol, E.; Deck, K. M.; Lederer, S. M.; De Wit, J.; Burdanov, A.; Ingalls, J. G.; Bolmont, E.; Leconte, J.; Raymond, S. N.; Selsis, F.; Turbet, M.; Barkaoui, K.; Burgasser, A.; Burleigh, M. R.; Carey, S. J.; Chaushev, A.; Copperwheat, C. M.; Delrez, L.; Fernandes, C. S.; Holdsworth, D. L.; Kotze, E. J.; Van Grootel, V.; Almleaky, Y.; Benkhaldoun, Z.; Magain, P.; Queloz, D. (2017). «Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1» (PDF). Nature. 542 (7642): 456–460. Bibcode:2017Natur.542..456G. PMC 5330437Acessível livremente. PMID 28230125. arXiv:1703.01424Acessível livremente. doi:10.1038/nature21360 
  4. ↑ a b c d e Gillon, Michaël; Jehin, Emmanuël; Lederer, Susan M.; Delrez, Laetitia; et al. (Maio 2016). «Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star». Nature (em inglês). 533 (7602): 221–224. Bibcode:2016Natur.533..221G. ISSN 1476-4687. PMC 5321506Acessível livremente. PMID 27135924. arXiv:1605.07211Acessível livremente. doi:10.1038/nature17448 
  5. ↑ February 2018, Elizabeth Howell 07 (7 de Fevereiro de 2018). «Rocky-Planet-Like Atmospheres Are Possible on 3 TRAPPIST-1 Planets». Space.com (em inglês). Consultado em 10 de fevereiro de 2021 
  6. ↑ a b c d Delrez, Laetitia; Gillon, Michael; H.M.J, Amaury; Brice-Oliver Demory, Triaud; de Wit, Julien; Ingalls, James; Agol, Eric; Bolmont, Emeline; Burdanov, Artem; Burgasser, Adam J.; Carey, Sean J.; Jehin, Emmanuel; Leconte, Jeremy; Lederer, Susan; Queloz, Didier; Selsis, Franck; Grootel, Valerie Van (9 de janeiro de 2018). «Early 2017 observations of TRAPPIST-1 with Spitzer». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 475 (3): 3577–3597. Bibcode:2018MNRAS.475.3577D. arXiv:1801.02554Acessível livremente. doi:10.1093/mnras/sty051 
  7. ↑ a b c d Grimm, Simon L.; Demory, Brice-Olivier; Gillon, Michael; Dorn, Caroline; Agol, Eric; Burdanov, Artem; Delrez, Laetitia; Sestovic, Marko; Triaud, Amaury H.M.J.; Turbet, Martin; Bolmont, Emeline; Caldas, Anthony; de Wit, Julien; Jehin, Emmanuel; Leconte, Jeremy; Raymond, Sean N.; Van Grootel, Valerie; Burgasser, Adam J.; Carey, Sean; Fabrycky, Daniel; Heng, Kevin; Hernandez, David M.; Ingalls, James G.; Lederer, Susan; Selsis, Franck; Queloz, Didier (5 de Fevereiro de 2018). «The nature of the TRAPPIST-1 exoplanets». Astronomy & Astrophysics. 613: A68. Bibcode:2018A&A...613A..68G. arXiv:1802.01377Acessível livremente. doi:10.1051/0004-6361/201732233 
  8. ↑ a b c «Study brings new climate models of small star TRAPPIST 1's seven intriguing worlds» 
  9. ↑ Anders, Charlie Jane (13 de fevereiro de 2019). «The Bizarre Planets That Could Be Humanity's New Homes». The Atlantic (em inglês). Consultado em 10 de fevereiro de 2021 
  10. ↑ a b Agol, Eric; Dorn, Caroline; Grimm, Simon L.; Turbet, Martin; et al. (1 de fevereiro de 2021). «Refining the Transit-timing and Photometric Analysis of TRAPPIST-1: Masses, Radii, Densities, Dynamics, and Ephemerides». The Planetary Science Journal (em inglês). 2 (1). 1 páginas. Bibcode:2021PSJ.....2....1A. arXiv:2010.01074Acessível livremente. doi:10.3847/psj/abd022 
  11. ↑ «HEC: Exoplanets Calculator - Planetary Habitability Laboratory @ UPR Arecibo». Consultado em 8 Fevereiro 2018 
  12. ↑ Fraser Cain (16 de Setembro de 2008). «How Old is the Sun?». Universe Today. Consultado em 19 de Fevereiro de 2011 
  13. ↑ Fraser Cain (15 de Setembro de 2008). «Temperature of the Sun». Universe Today. Consultado em 19 de Fevereiro de 2011 
  14. ↑ Adams, Fred C.; Laughlin, Gregory; Graves, Genevieve J. M. «Red Dwarfs and the End of the Main Sequence». Gravitational Collapse: From Massive Stars to Planets. Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica. pp. 46–49. Bibcode:2004RMxAC..22...46A 
  15. ↑ «NASA telescope reveals largest batch of Earth-size, habitable-zone planets around single star». Exoplanet Exploration: Planets Beyond our Solar System (Nota de imprensa). Consultado em 16 de Novembro de 2023 
  16. ↑ «AGO - Department of Astrophysics, Geophysics and Oceanography» 
  17. ↑ a b «Could these newly-discovered planets orbiting an ultracool dwarf host life?». The Guardian. 16 de Novembro de 2023 
  18. ↑ «Three Potentially Habitable Worlds Found Around Nearby Ultracool Dwarf Star - Currently the best place to search for life beyond the Solar System». eso.org (em inglês). 16 de Novembro de 2023 
  19. ↑ «Three New Planets Are the Best Bets for Life». Popular Mechanics. 2 de maio de 2016. Consultado em 16 de Novembro de 2023 
  20. ↑ Gillon, Michaël; Jehin, Emmanuël; et al. (2016). «Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star». Nature. 533 (7602): 221–224. Bibcode:2016Natur.533..221G. PMC 5321506Acessível livremente. PMID 27135924. arXiv:1605.07211Acessível livremente. doi:10.1038/nature17448 
  21. ↑ New Scientist. Exoplanet discovery
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