este artista conceito, a lua Ganimedes orbita o planeta gigante Júpiter. Um oceano salino sob a crosta gelada da lua explica melhor o deslocamento nos cinturões aurorais medidos pelo telescópio Hubble. Os astrônomos há muito se perguntam se as luas geladas de Júpiter seriam habitáveis se a radiação do sol aumentasse., (Image Credit: NASA/ESA)
In The Little Prince, the classic novella by Antoine de Saint-Exupéry, the titular prince lives on a house-sized asteroid so small that he can watch the sunset any time of day by moving his chair a few steps.
naturalmente, na vida real, objetos celestes que pequenos não podem suportar a vida porque eles não têm gravidade suficiente para manter uma atmosfera. Mas quão pequeno é demasiado pequeno para a habitabilidade?,
em um artigo recente, pesquisadores da Universidade de Harvard descreveram um novo limite de tamanho inferior para os planetas para manter a água líquida superficial por longos períodos de tempo, estendendo a chamada zona habitável ou “Goldilocks” para pequenos planetas de baixa gravidade. Esta pesquisa expande a área de busca pela vida no universo e lança luz sobre o importante processo de evolução atmosférica em pequenos planetas. a pesquisa foi publicada no Astrophysical Journal.,”quando as pessoas pensam sobre as bordas internas e externas da zona habitável, elas tendem a pensar apenas sobre ela espacialmente, significando quão próximo o planeta está da estrela”, disse Constantin Arnscheidt, A. B. ’18, primeiro autor do artigo. “Mas na verdade, há muitas outras variáveis para a habitabilidade, incluindo a massa. Estabelecer um limite menor para a habitabilidade em termos de tamanho do planeta nos dá uma importante restrição em nossa busca contínua por exoplanetas habitáveis e exomoons.,”
geralmente, planetas são considerados habitáveis se eles podem manter a água líquida superficial o tempo suficiente para permitir a evolução da vida, conservativamente cerca de um bilhão de anos. Os astrônomos caçam por estes planetas habitáveis dentro de distâncias específicas de certos tipos de estrelas — estrelas que são menores, mais frias e menor massa do que o nosso Sol têm uma zona habitável muito mais perto do que Estrelas maiores e mais quentes.
a borda interna da zona habitável é definida pela proximidade que um planeta pode ter de uma estrela antes que um efeito de estufa leve à evaporação de toda a água superficial., Mas, como Arnscheidt e os seus colegas demonstraram, esta definição não se aplica a planetas de baixa gravidade. o efeito estufa em fuga ocorre quando a atmosfera absorve mais calor que pode irradiar de volta para o espaço, impedindo o planeta de resfriar e, eventualmente, levando a um aquecimento imparável até que seus oceanos se transformem em vapor na atmosfera. no entanto, algo importante acontece quando os planetas diminuem de tamanho: à medida que aquecem, suas atmosferas se expandem para fora, tornando-se cada vez maiores em relação ao tamanho do planeta., Estas grandes atmosferas aumentam tanto a absorção quanto a radiação do calor, permitindo ao planeta manter melhor uma temperatura estável. Os pesquisadores descobriram que a expansão atmosférica impede planetas de baixa gravidade de experimentar um efeito estufa em fuga, permitindo-lhes manter a água líquida superficial enquanto orbitam em uma proximidade mais próxima de suas estrelas. quando os planetas ficam muito pequenos, no entanto, eles perdem suas atmosferas completamente e a água da superfície líquida congela ou vaporiza., Os pesquisadores demonstraram que há um tamanho crítico abaixo do qual um planeta nunca pode ser habitável, o que significa que a zona habitável é limitada não só no espaço, mas também no tamanho do planeta.
Esta ilustração mostra a um limite inferior para a habitabilidade em termos de planeta de massa. Se um objeto é menor que 2,7 por cento da massa da Terra, sua atmosfera escapará antes que ele tenha a chance de desenvolver água líquida superficial (ilustração cortesia dos mares de Harvard).,
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os pesquisadores descobriram que o tamanho crítico é cerca de 2,7 por cento da massa da Terra. Se um objeto é menor que 2,7 por cento da massa da Terra, sua atmosfera escapará antes que ele tenha a chance de desenvolver água líquida superficial, semelhante ao que acontece cometas no Sistema Solar hoje. Para colocar isso em contexto, a Lua é 1,2 por cento da massa da terra e mercúrio é 5,53 por cento. os pesquisadores também foram capazes de estimar as zonas habitáveis destes pequenos planetas em torno de certas estrelas., Dois cenários foram modelados para dois tipos diferentes de estrelas: uma estrela tipo G como o nosso próprio Sol e uma estrela Tipo M modelada a partir de uma anã vermelha na constelação de Leo. os investigadores resolveram outro mistério de longa data no nosso próprio sistema solar. Astrônomos há muito tempo se perguntam se as luas geladas de Júpiter Europa, Ganímedes e Calisto seriam habitáveis se a radiação do sol aumentasse. Com base nesta pesquisa, estas luas são muito pequenas para manter a água líquida superficial, mesmo que estivessem mais perto do sol.,
“os WaterWorld de baixa massa são uma possibilidade fascinante na busca pela vida, e este artigo mostra quão diferente seu comportamento é provável ser comparado com o dos planetas semelhantes à terra”, disse Robin Wordsworth, Professor Associado de Ciência e Engenharia Ambiental nos mares e autor sênior do estudo. “Uma vez que as observações para esta classe de objetos se tornem possíveis, vai ser emocionante tentar testar essas previsões diretamente.”
This paper was co-authored by Feng Ding, a postdoctoral fellow at the Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.,
