O planeta extra-solar conhecido como Proxima b ocupa um lugar especial na mente do público desde que sua existência foi anunciada em agosto de 2016. Como o exoplaneta mais próximo de nosso Sistema Solar, sua descoberta levantou questões sobre a possibilidade de explorá-lo em o futuro não muito distante. E ainda mais tentadoras são as questões relacionadas à sua potencial habitabilidade.
Apesar de numerosos estudos que tentaram indicar se o planeta poderia ser adequado à vida como a conhecemos, nada definitivo foi produzido. Felizmente, uma equipe de astrofísica da Universidade de Exeter - com a ajuda de especialistas em meteorologia do Met Office do Reino Unido - deu os primeiros passos para determinar se o Proxima b tem um clima habitável.
De acordo com o estudo, publicado recentemente na revista Astronomia e Astrofísica, a equipe realizou uma série de simulações usando o modelo unificado (UM) do Met Office, de última geração. Esse modelo numérico é usado há décadas para estudar a atmosfera da Terra, com aplicações que variam da previsão do tempo aos efeitos das mudanças climáticas.
Com esse modelo, a equipe simulou como seria o clima de Proxima b se tivesse uma composição atmosférica semelhante à da Terra. Eles também realizaram simulações sobre como seria o planeta se tivesse uma atmosfera muito mais simples - uma composta de nitrogênio com vestígios de dióxido de carbono. Por último, mas não menos importante, eles permitiram variações na órbita do planeta.
Por exemplo, dada a distância do planeta a seu sol - 0,05 UA (7,5 milhões de km; 4,66 milhões de milhas) -, houve perguntas sobre as características orbitais do planeta. Por um lado, poderia ser travado por uma maré, onde um rosto está constantemente voltado para Proxima Centauri. Por outro lado, o planeta pode estar em uma ressonância orbital 3: 2 com seu sol, onde gira três vezes em seu eixo para cada duas órbitas (bem como as experiências de Mercúrio com nosso Sol).
Em ambos os casos, isso resultaria em um lado do planeta sendo exposto a bastante radiação. Dada a natureza das estrelas anãs vermelhas do tipo M, que são altamente variáveis e instáveis em comparação com outros tipos de estrelas, o lado voltado para o sol seria irradiado periodicamente. Além disso, em ambos os cenários orbitais, o planeta estaria sujeito a variações significativas de temperatura que dificultariam a existência de água líquida.
Por exemplo, em um planeta fechado pelas marés, os principais gases atmosféricos no lado noturno provavelmente congelariam, o que deixaria a zona de luz do dia exposta e seca. E em um planeta com ressonância orbital 3: 2, um único dia solar provavelmente duraria muito tempo (um dia solar em Mercúrio dura 176 dias terrestres), fazendo um lado ficar muito quente e secar o outro lado muito frio e seco.
Ao levar tudo isso em consideração, as simulações da equipe permitiram comparações cruciais com estudos anteriores, mas também permitiram que a equipe chegasse além deles. Como explicou o Dr. Ian Boutle, pesquisador honorário da Universidade de Exeter e principal autor do artigo, em um comunicado de imprensa da universidade:
"Nossa equipe de pesquisa analisou vários cenários diferentes para a provável configuração orbital do planeta usando um conjunto de simulações. Além de examinar como o clima se comportaria se o planeta estivesse "trancado por maré" (onde um dia tem a mesma duração de um ano), também analisamos como uma órbita semelhante a Mercúrio, que gira três vezes em seu eixo para a cada duas órbitas ao redor do sol (uma ressonância 3: 2) afetaria o meio ambiente. ”
No final, os resultados foram bastante favoráveis, pois a equipe descobriu que o Proxima b teria um clima notavelmente estável com a atmosfera e com qualquer configuração orbital. Essencialmente, as simulações do software da UM mostraram que, quando as duas atmosferas e as configurações de ressonância tridimensional e tridimensional eram contabilizadas, ainda haveria regiões no planeta onde a água pudesse existir na forma líquida.
Naturalmente, o exemplo de ressonância 3: 2 resultou em áreas mais substanciais do planeta dentro dessa faixa de temperatura. Eles também descobriram que uma órbita excêntrica, onde a distância entre o planeta e o Proxima Centauri variava em um grau significativo ao longo de um único período orbital, levaria a um aumento adicional da habitabilidade potencial.
Como disse o Dr. James Manners, outro bolsista da Universidade Honorária e um dos coautores do artigo:
“Uma das principais características que distingue este planeta da Terra é que a luz de sua estrela está principalmente no infravermelho próximo. Essas frequências de luz interagem muito mais fortemente com o vapor de água e o dióxido de carbono na atmosfera, o que afeta o clima que emerge em nosso modelo. ”
Certamente, muito mais trabalho precisa ser feito antes que possamos realmente entender se este planeta é capaz de suportar a vida como a conhecemos. Além de alimentar as esperanças daqueles que gostariam de vê-lo colonizado algum dia, os estudos sobre as condições do Proxima b também são de extrema importância para determinar se a vida indígena existe ou não no momento.
Entretanto, estudos como esse são extremamente úteis quando se trata de antecipar que tipos de ambientes podemos encontrar em planetas distantes. O Dr. Nathan Mayne - o líder científico em modelagem de exoplanetas da Universidade de Exeter e coautor do artigo - também indicou que estudos climáticos desse tipo poderiam ter aplicações para cientistas aqui em casa.
"Com o projeto que temos em Exeter, estamos tentando entender não apenas a diversidade um tanto desconcertante de exoplanetas que estão sendo descobertos, mas também explorá-lo para melhorar nossa esperança de entender como nosso próprio clima tem e evoluirá", disse ele. Além disso, ajuda a ilustrar como as condições aqui na Terra podem ser usadas para prever o que pode existir em ambientes extra-solares.
Embora isso possa parecer um pouco centrado na Terra, é inteiramente razoável supor que os planetas em outros sistemas estelares estão sujeitos a processos e mecânicos semelhantes aos que vimos nos planetas solares. E isso é algo que sempre somos forçados a fazer quando se trata de procurar planetas habitáveis e vida além do nosso Sistema Solar. Até que possamos ir diretamente para lá, seremos forçados a medir o que não sabemos pelo que fazemos.
