Um 'Ponto Verde Pálido': Por que Proxima Centauri b pode ter uma tonalidade brilhante

Superfície proxima Centauri b

Impressão artística do planeta Proxima Centauri b enquanto orbita a estrela anã vermelha Proxima Centauri. (Crédito da imagem: M. Kornmesser / ESO)





Um mundo orbitando o vizinho estelar mais próximo do sol pode ter uma tonalidade verde brilhante - e não necessariamente porque está coberto de plantas frondosas.

Os pesquisadores descobriram uma maneira de caracterizar auroras potenciais no exoplaneta próximo Proxima Centauri b e descobriram que, se o planeta ostenta oxigênio em sua atmosfera, as auroras podem dar à atmosfera um tom esverdeado.

'As luzes do norte e do sul [na Proxima Centauri b] seriam pelo menos 100 vezes mais brilhantes do que na Terra', Rodrigo Luger, um estudante de pós-doutorado na Universidade de Washington, que liderou o estudo de como as auroras do planeta podem ser avistadas da Terra , disse à guesswhozoo.com por e-mail. Luger disse que as auroras podem ser tão brilhantes a ponto de serem visíveis com telescópios muito poderosos. [Proxima b em números: mundo possivelmente semelhante à Terra na próxima estrela]



Ponto Verde Pálido

A estrela ativa Proxima Centauri fica a apenas 4,2 anos-luz do sistema solar. Um pequeno mundo orbita na zona habitável da estrela, a região onde a água líquida pode sobreviver na superfície. Seu raio permanece um mistério. No entanto, os cientistas sabem que tem cerca de 1,3 vezes a massa da Terra, que, segundo suas descobertas iniciais, sugere um planeta rochoso.

Proxima Centauri é uma pequena estrela, mais escura que o sol da Terra, então sua zona habitável está mais próxima da estrela do que a zona habitável do sol. Como resultado, Proxima Centauri b está 20 vezes mais perto de sua estrela do que a Terra está do sol, e completa uma órbita a cada 11,2 dias terrestres. A estrela anã vermelha é mais ativa do que o sol da Terra, disparando chamas muito mais frequentes que podem extinguir o planeta em radiação que pode ser prejudicial para vida potencial .

Essas mesmas chamas podem ajudar os cientistas a entender melhor o planeta. Se Proxima Centauri b tiver um campo magnético, ele pode capturar as partículas carregadas nas chamas e canalizá-las em direção aos pólos, criando exibições aurorais brilhantes.



Em agosto de 2016, os astrônomos anunciaram que um planeta potencialmente semelhante à Terra orbita Proxima Centauri, a estrela mais próxima do sol. Saiba mais sobre a descoberta emocionante neste infográfico. Consulte nosso infográfico completo aqui.

Em agosto de 2016, os astrônomos anunciaram que um planeta potencialmente semelhante à Terra orbita Proxima Centauri, a estrela mais próxima do sol. Saiba mais sobre a descoberta emocionante neste infográfico. Veja nosso infográfico completo aqui.

A observação das auroras pode ajudar os pesquisadores a caracterizar a atmosfera do planeta. Na Terra, o brilho de cor diferente das luzes do norte e do sul corresponde a reações com moléculas diferentes na atmosfera. De acordo com Luger, que apresentou os resultados na Astrobiology Science Conference em Mesa, Arizona, em abril, se Proxima Centauri b for um mundo terrestre com uma atmosfera semelhante à da Terra e um campo magnético, a luz verde das auroras de oxigênio cresceria 100 vezes mais forte do que na Terra.



Por causa do potencial de luz verde, os pesquisadores apelidaram esse mundo de 'o ponto verde-claro', um aceno para a categorização de Carl Sagan da Terra como um ponto azul-claro.

Períodos de intensa atividade estelar podem tornar as auroras ainda mais brilhantes. Embora as ejeções de massa coronal e erupções tenham o maior impacto na geração de auroras, disse Luger, elas não são realmente previsíveis com antecedência.

'Mas o sol certamente tem ciclos de atividade periódicos, então se entendermos aqueles de Proxima Centauri, podemos ser capazes de usar isso a nosso favor', disse ele.

Ele prosseguiu dizendo que a atividade extrema da estrela pode tornar esse conhecimento desnecessário - os astrônomos poderiam simplesmente contar com uma grande probabilidade de que a estrela brilhasse e fizesse as auroras brilharem.

Partículas carregadas e campos magnéticos podem fazer Proxima Centauri b brilhar em verde, como nesta foto da Terra tirada pelo astronauta Alexander Gerst da Agência Espacial Europeia na Estação Espacial Internacional.

Partículas carregadas e campos magnéticos podem fazer Proxima Centauri b brilhar em verde, como nesta foto da Terra tirada pelo astronauta Alexander Gerst da Agência Espacial Europeia na Estação Espacial Internacional.(Crédito da imagem: Alexander Gerst (via Twitter como @Astro_Alex))

Ideal para auroras

Embora vários estudos tenham descrito pesquisas por auroras em exoplanetas gigantes gasosos que orbitam perto de suas estrelas-mãe, nenhum foi localizado em mundos além do sistema solar. Mas Luger continua confiante.

'Proxima Centauri b é ideal para detecção auroral', disse ele.

Ele deu várias razões pelas quais as auroras podem ser logo vistas em Proxima Centauri b. O planeta está próximo - é o exoplaneta conhecido mais próximo da Terra - tornando mais fácil para os instrumentos coletarem observações detalhadas. A extrema atividade magnética da estrela, juntamente com a órbita próxima do planeta, significa que a Proxima Centauri b é bombardeada com partículas solares com muito mais vigor do que a Terra. Ao mesmo tempo, a estrela está fraca, então um planeta verde brilhante apareceria mais facilmente do que em torno de uma estrela parecida com o sol. Finalmente, a órbita curta significa que o mundo gira em torno de seu sol em um movimento rápido; quando uma fonte de luz está se movendo para perto ou para longe de um observador, esse movimento pode ser observado por meio de um fenômeno chamado redshift, ou Doppler shift . Luger disse que o deslocamento Doppler das ondas de luz das auroras seria significativamente maior do que seriam sozinhas, tornando as linhas que de outra forma seriam difíceis de ver mais visíveis. Isso tornaria mais fácil identificar qualquer oxigênio na atmosfera.

Infelizmente, este 'ponto verde claro' não será identificado com os telescópios atuais. O próximo telescópio poderoso da NASA - o Telescópio Espacial James Webb - irá caçar a luz infravermelha, então Luger disse que não será capaz de detectar a aurora verde de oxigênio, que está na faixa de luz visível.

'Nossa melhor aposta para a detecção é o [Thirty-Meter Telescope] ou telescópios extremamente grandes de próxima geração semelhantes', disse ele.

O Thirty-Meter Telescope (TMT) - assim chamado porque seu espelho principal teria 30 metros (98 pés) de largura - começou a construção no pico Mauna Kea do Havaí antes de ser interrompido em 2015, após protestos sobre a natureza sagrada da terra. O projeto permanece paralisado hoje, embora alguns astrônomos tenham elogiado os benefícios de mover o telescópio para a Espanha Ilhas Canárias .

Mas mesmo o TMT demoraria algum tempo para identificar a assinatura do oxigênio das auroras, com Luger estimando 'dezenas de horas' de observação. O mesmo é verdade para o Levantamento UV / Ótico / Infravermelho Grande (LUVOIR) , um projeto proposto para um telescópio com um espelho primário entre 9 e 15 metros (30 e 50 pés). Com o tempo de telescópio extremamente competitivo, pode ser difícil estudar o sistema tão extensivamente.

Para produzir auroras, um planeta deve ter um campo magnético. Dos quatro planetas terrestres do sistema solar da Terra, apenas dois têm um campo mundial - Terra e Mercúrio. Marte tem um campo irregular e Vênus, nenhum. Se Proxima Centauri b também estiver ausente, pode não produzir auroras.

No entanto, o planeta pode obter um aumento de brilho com brilho aéreo , a fraca emissão de luz da atmosfera que impede que a noite na Terra seja completamente escura.

'É provável que o planeta também tenha um forte brilho aéreo, que ocorre em todo o planeta', disse Luger. 'Airglow não é gerado por campos magnéticos e é tipicamente mais fraco do que auroras, então não o calculamos. Mas deve ser bastante forte em Proxima Centauri b, e pode fazer com que todo o planeta brilhe em verde. '

A pesquisa foi publicada no Astrophysical Journal .

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