O Telescópio Espacial James Webb capturou evidências preliminares de uma atmosfera no exoplaneta LHS 1140 b, localizado a 48 anos-luz da Terra na constelação de Cetus. As observações realizadas em dezembro de 2023 utilizaram duas passagens do planeta diante de sua estrela hospedeira para analisar a composição atmosférica. O planeta orbita uma anã vermelha e situa-se dentro da zona habitável, região onde temperaturas podem permitir água em estado líquido.
Descoberta inicial e reclassificação do planeta
LHS 1140 b foi identificado em 2017 pelo projeto MEarth-South, quando astrônomos o classificaram como uma super-Terra rochosa. Medições mais precisas realizadas em 2023 alteraram significativamente essa compreensão. O planeta apresenta aproximadamente 1,73 vezes o raio da Terra e 5,6 vezes sua massa, com densidade inferior à esperada para um corpo puramente rochoso. Essa característica levou pesquisadores a estimar que entre 9% e 19% de sua massa pode ser composta por água, sugerindo um mundo rico em oceanos.
A reclassificação do planeta abriu novas possibilidades científicas. Em vez de um mundo seco e rochoso, LHS 1140 b pode ser um oceano-mundo com características potencialmente habitáveis. Essa transformação na compreensão do planeta demonstra como observações mais refinadas revelam detalhes invisíveis em estudos anteriores.
Características da estrela hospedeira e órbita planetária
A estrela LHS 1140 é uma anã vermelha com apenas 18% da massa do Sol e 21% de seu raio. Possui mais de 5 bilhões de anos e apresenta baixa atividade estelar, reduzindo riscos de erupções que poderiam destruir atmosferas planetárias. O planeta completa uma órbita a cada 24,7 dias e recebe aproximadamente 43% da energia que a Terra recebe do Sol.
- A estrela emite menos de 0,4% da luminosidade solar.
- O planeta orbita a uma distância de cerca de 0,095 unidades astronômicas.
- A estabilidade estelar favorece a preservação de atmosferas ao longo de bilhões de anos.
Essas condições colocam LHS 1140 b na região onde modelos teóricos indicam que água poderia existir no estado líquido, tornando-o um alvo prioritário para pesquisa de habitabilidade.
Análise espectroscópica descarta atmosfera de hidrogênio puro
O James Webb utilizou o instrumento NIRISS para realizar espectroscopia de transmissão, técnica que analisa como a luz da estrela é absorvida pela atmosfera planetária durante trânsitos. Os dados de duas passagens foram analisados em conjunto, revelando informações sobre a composição gasosa. Os resultados excluíram com alta confiança uma atmosfera rica em hidrogênio, típica de mini-Netunos.
Em vez disso, apareceram sinais compatíveis com espalhamento de Rayleigh, fenômeno associado a moléculas leves como nitrogênio. O nível de confiança estatístico ficou em 2,3 sigma, indicando um indício preliminar mas relevante. Modelos climáticos globais reforçaram a exclusão de atmosferas dominadas por hidrogênio, apontando para uma composição atmosférica secundária possivelmente formada por processos geológicos internos do planeta.
Estrutura de água e cenário de oceano sob gelo
A fração elevada de água na massa do planeta sugere um mundo oceânico complexo. Modelos indicam que parte dessa água pode estar congelada na superfície, formando uma camada de gelo, enquanto um oceano líquido existiria abaixo, sob pressão. Devido à proximidade com a estrela, o planeta provavelmente tem rotação sincronizada, com uma face sempre voltada para a estrela e a outra permanentemente no escuro.
Nessa configuração, o calor concentrado no lado diurno poderia derreter o gelo localmente, criando um oceano circular no centro da face iluminada, cercado por gelo. Astrônomos denominam esse padrão de “planeta olho”. A água poderia representar até 19% da massa total do planeta, com o oceano no lado iluminado tendo dimensões comparáveis aos maiores oceanos terrestres.
- A pressão atmosférica ajudaria a manter o estado líquido em regiões específicas.
- O oceano circular seria cercado por extensas calotas de gelo.
- Processos geológicos internos poderiam manter atividade térmica no planeta.
Próximos passos na caracterização do exoplaneta
Astrônomos planejam observações adicionais com o James Webb para elevar o nível de confiança dos sinais detectados. O objetivo inclui confirmar a presença de nitrogênio e buscar outros componentes atmosféricos como dióxido de carbono ou vapor de água. Cada nova sessão de observação ajuda a refinar os modelos atmosféricos e climáticos do planeta.
O caso de LHS 1140 b destaca o avanço na caracterização de exoplanetas pequenos e temperados. O telescópio continua entregando dados que permitem distinguir entre diferentes tipos de mundos e avaliar seu potencial para condições semelhantes às terrestres, posicionando esse exoplaneta como um dos candidatos mais promissores para estudos de habitabilidade entre os mundos conhecidos na zona habitável.
