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Novos modelos climáticos dos sete planetas do sistema TRAPPIST 1

Uma nova pesquisa de uma equipe de astrônomos liderada pela Universidade de Washington forneceu modelos climáticos atualizados para os sete planetas ao redor da estrela TRAPPIST-1.

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A pequena estrela anã TRAPPIST-1 e seus sete mundos. Uma nova pesquisa da Universidade de Washington especula sobre possíveis climas desses planetas e como eles podem ter evoluído. Ilustração: NASA.


A equipe descobriu, resumidamente, que, devido a uma fase estelar inicial extremamente quente e brilhante, todos os sete planetas da estrela podem ter evoluído como Vênus, com todos os oceanos primitivos que possam ter evaporado e deixando atmosferas densas e inabitáveis. 

No entanto, um planeta, o TRAPPIST-1 e, poderia ser um mundo oceânico parecido com a Terra, que merece um estudo mais aprofundado, como já foi indicado por pesquisas anteriores.

A estrela TRAPPIST-1, 39 anos-luz ou cerca de 235 trilhões de milhas de distância da Terra, é tão pequena, tem cerca de 9% da massa do sol e cerca de 12% do seu raio. O TRAPPIST-1 tem um raio apenas um pouco maior que o planeta Júpiter, embora seja muito maior em massa.

TRAPPIST-1, também conhecida como 2MASS J23062928-0502285, é uma estrela anã vermelha fria, também conhecida como estrela anã superfria, localizada a 39 anos-luz do Sol na constelação Aquário. Imagem artística: NASA/JPL


Todos os sete planetas do TRAPPIST-1 têm aproximadamente o tamanho da Terra e três deles, o E, F e G, acredita-se que estejam em sua zona habitável, uma faixa de espaço em torno de uma estrela onde um planeta rochoso poderia ter água líquida. em sua superfície, dando uma chance à vida. 

O TRAPPIST-1 D percorre a borda interna da zona habitável, enquanto o TRAPPIST-1 H, mais distante, orbita logo após a borda externa dessa zona.


Esta imagem mostra o Sol e a estrela anã do ultracool TRAPPIST-1 em escala. A estrela fraca tem apenas 11% do diâmetro do sol e é muito mais avermelhada.
Como os planetas encontrados ao redor da TRAPPIST-1 orbitam muito mais perto de sua estrela do que Mercúrio é com o Sol, eles estão expostos a níveis similares de radiação como Vênus, Terra e Marte no Sistema Solar.Crédito da imagem artítica: ESO/HUBBLE


Trabalhos anteriores modelaram os mundos do TRAPPIST-1, disse Lincowski, mas ele e esta equipe de pesquisadores “tentaram fazer a modelagem física mais rigorosa que pudéssemos em termos de radiação e química - tentando fazer com que a física e a química fossem o mais correto possível”.

Os modelos de radiação e química da equipe criam assinaturas espectrais ou de comprimento de onda para cada gás atmosférico possível, permitindo aos observadores prever melhor onde procurar tais gases em atmosferas de exoplanetas. Lincowski disse que quando vestígios de gases são detectados pelo telescópio Webb, ou outros, algum dia, “os astrônomos usarão os impactos observados nos espectros para inferir quais gases estão presentes - e comparar isso para trabalhar como o nosso para dizer algo sobre a composição do planeta, o ambiente e talvez a sua história evolutiva. 

Combinando modelagem climática terrestre com modelos fotoquímicos, os pesquisadores simularam estados ambientais para cada um dos mundos do TRAPPIST-1.

Sua modelagem indica que:

TRAPPIST-1 B, o mais próximo da estrela, é um mundo ardente muito quente, mesmo para as nuvens de ácido sulfúrico, como em Vênus, se formar.

Os planetas C e D recebem um pouco mais de energia da sua estrela do que Vênus e a Terra do sol e podem ser semelhantes a Vênus, com uma atmosfera densa e inabitável.

O TRAPPIST-1 E é o mais provável dos sete para hospedar água líquida em uma superfície temperada, e seria uma excelente escolha para estudos adicionais com a habitabilidade em mente.

Os planetas externos F, G e H podem ser parecidos com Vênus ou podem ser congelados, dependendo da quantidade de água formada no planeta durante sua evolução.


Lincowski disse que, na verdade, qualquer um ou todos os planetas do TRAPPIST-1 poderiam ser parecidos com Vênus. Ele explicou que quando a água evapora da superfície de um planeta, a luz ultravioleta da estrela separa as moléculas de água, liberando hidrogênio, que é o elemento mais leve e pode escapar da gravidade de um planeta. Isso poderia deixar muito oxigênio, que poderia permanecer na atmosfera e irreversivelmente remover a água do planeta. Tal planeta pode ter uma atmosfera espessa de oxigênio - mas não uma gerada pela vida e diferente de qualquer coisa já observada.

"Isso pode ser possível se esses planetas tivessem mais água inicialmente do que a Terra, Vênus ou Marte", disse ele. “Se o planeta TRAPPIST-1 não perdeu toda a sua água durante esta fase, hoje poderia ser um mundo de água, completamente coberto por um oceano global. Neste caso, poderia ter um clima semelhante ao da Terra. ”

Lincowski disse que esta pesquisa foi feita mais com um olho na evolução climática do que para julgar a habitabilidade dos planetas. Ele planeja futuras pesquisas focando mais diretamente na modelagem de planetas de água e suas chances de vida.
A estrela, sendo tão pequena, disse ele, fará com que as assinaturas de gases (como o dióxido de carbono) nas atmosferas do planeta sejam mais pronunciadas nos dados do telescópio.

"Nosso trabalho informa à comunidade científica o que poderíamos esperar dos planetas TRAPPIST-1 com o próximo Telescópio Espacial James Webb."

Uma viagem desde a Terra até o sistema TRAPPIST-1, passando pelo Lua. As estrelas na animação estão posicionadas corretamente, e a constelação de Aquário, onde o sistema se situa, parece mudar à medida que viajamos no nosso Universo próximo. A minúscula anã superfria TRAPPIST-1 é tão fraca que é invisível até chegarmos perto dela, quando é possível ver também os seus sete planetas.
Crédito: ESO/L. Calçada/spaceengine.org



Publicação: Andrew P. Lincowski, et al., “Clusters Evoluídos e Discriminação Observacional para o Sistema Planetário TRAPPIST-1”, ApJ, 2018; doi: doi:0.3847/1538-4357/aae36a