A habitabilidade de mundos alienígenas é uma das questões fundamentais que ainda não tem resposta. Mais de 5.000 exoplanetas foram descobertos, sobre os quais a ciência sabe muito pouco. Por exemplo, até agora não houve nenhuma evidência confiável da existência de atmosferas em mundos rochosos semelhantes à Terra. Se os exoplanetas gigantes gasosos mostrassem sua atmosfera inflada sem hesitação, então com os mundos rochosos tudo era muito, muito ambíguo.
Representação artística do exoplaneta 55 Cancri e. Fonte da imagem: NASA
Capacidades do observatório espacial que leva seu nome. James Webb abriu o acesso à coleta de dados sobre as atmosferas dos exoplanetas. Este é um canal bastante estreito para obter informações valiosas, mas existe e os cientistas o utilizam ativamente. Se o exoplaneta estiver suficientemente quente ou passar pela face da sua estrela, Webb regista os espectros de emissão e absorção da região observada e ajuda a inferir a presença de um envelope atmosférico e a sua composição aproximada.
Em 2004, a uma distância de 41 anos-luz da Terra no sistema binário 55 Cancri, perto da estrela semelhante ao Sol 55 Cancri A, os cientistas descobriram uma super-Terra quente 55 Cancri e (55 Cancri e). O exoplaneta tinha cerca de duas vezes o tamanho da Terra e era ligeiramente mais denso. Desde então, 55 Cancri e tem sido monitorado de perto por muitas equipes científicas, mas a presença de uma atmosfera no exoplaneta não foi detectada de forma alguma.
Deve-se dizer que o planeta 55 Câncer e é quente demais para que a vida surja lá. Ele orbita sua estrela a cerca de um quarto da distância do Sol a Mercúrio. Sua superfície, aparentemente, é um oceano agitado de magma. Para os cientistas, esta é uma oportunidade de olhar para o passado da Terra, Vénus ou Marte, quando os planetas do nosso sistema também eram bolas quentes. Esta é uma oportunidade para compreender a formação de atmosferas em planetas rochosos e as suas interações com a matéria planetária.
As observações do exoplaneta 55 Cancri e revelaram sinais de um envelope atmosférico denso e fino. Segundo os pesquisadores, esta é a melhor evidência da presença de atmosferas em exoplanetas rochosos em toda a história de observações desses objetos. Os dados foram obtidos graças à alta sensibilidade do Webb na faixa do infravermelho próximo e médio.
Pequenas flutuações de luz na faixa de 4 a 12 mícrons revelaram absorções de linhas espectrais sinalizando a presença de monóxido de carbono e dióxido de carbono na atmosfera de 55 Câncer e, que aparentemente são liberados e mantidos (mais importante neste estudo) pela atmosfera global. oceano de magma. Em outras palavras, o mundo rochoso cria e mantém de forma independente uma concha atmosférica. A atmosfera primária teria sido destruída há muito tempo pela radiação de uma estrela próxima.
Webb também determinou que o lado diurno do exoplaneta é mais frio do que a modelagem prevê. As medições mostraram que a temperatura da superfície no lado diurno é de 1540 °C. Se o planeta não tivesse atmosfera, aqueceria até 2.000 °C ou mais. O resfriamento pode ser causado pelo movimento de fluxos de lava ou de massas atmosféricas do lado diurno para o noturno (o planeta, aparentemente, está bloqueado pelas marés e sempre enfrenta sua estrela com um lado). A lava pode ser excluída – claramente não é a mesma dinâmica. Isto fornece mais uma prova indireta da presença de atmosfera em 55 Cancri e.
«Em última análise, queremos compreender que condições permitem que um planeta rochoso suporte uma atmosfera rica em gás: um componente chave de um planeta habitável”, afirmam os investigadores.