Alguns exoplanetas gelados podem ter oceanos com água em estado líquido e géiseres

Um novo estudo da NASA alarga a procura de vida para além do nosso Sistema Solar, indicando que 17 exoplanetas (planetas fora do nosso Sistema) poderão ter oceanos de água líquida, um ingrediente essencial para a vida, por baixo de conchas geladas. A água destes oceanos pode ainda entrar em erupção através da crosta de gelo sob a forma de géiseres.

A equipa científica calculou a quantidade de atividade de géisers nestes exoplanetas, a primeira vez que estas estimativas foram feitas. Identificaram dois exoplanetas suficientemente próximos para que os sinais destas erupções pudessem ser observados com telescópios.

A procura de vida noutros locais do Universo centra-se, normalmente, nos exoplanetas que se encontram na "zona habitável" de uma estrela, uma distância em que as temperaturas permitem a persistência de água líquida nas suas superfícies. No entanto, é possível que um exoplaneta demasiado distante e frio ainda tenha um oceano por baixo de uma crosta de gelo, se tiver aquecimento interno suficiente.

É o que acontece no nosso Sistema Solar, onde Europa, uma das luas de Júpiter, e Enceladus, uma lua de Saturno, têm oceanos subterrâneos, porque são aquecidos pelas marés resultantes da atração gravitacional do planeta hospedeiro e das luas vizinhas.

Estes oceanos subsuperficiais podem albergar vida se tiverem outras necessidades, como o fornecimento de energia, bem como elementos e compostos utilizados em moléculas biológicas. Na Terra, ecossistemas inteiros desenvolvem-se na escuridão total no fundo dos oceanos, perto de fontes hidrotermais, que fornecem energia e nutrientes.

Haverá possibilidade de água em estado líquido em algum exoplaneta?

A equipa analisou as condições de 17 exoplanetas confirmados que têm aproximadamente a dimensão da Terra mas são menos densos, o que sugere que podem ter quantidades substanciais de gelo e água em vez de rocha mais densa. Embora as composições exatas dos planetas permaneçam desconhecidas, as estimativas iniciais das suas temperaturas à superfície, indicam que são muito mais frias do que a Terra, o que sugere que as suas superfícies poderão estar cobertas de gelo.

O estudo melhorou as estimativas da temperatura da superfície de cada exoplaneta, recalculando-as utilizando como modelos o brilho da superfície conhecido e outras propriedades de Europa e Enceladus. A equipa também estimou o aquecimento interno total nestes exoplanetas, utilizando a forma da órbita de cada exoplaneta para obter o calor gerado pelas marés e adicionando-o ao calor esperado da atividade radioativa.

As estimativas da temperatura da superfície e do aquecimento total deram a espessura da camada de gelo para cada exoplaneta, uma vez que os oceanos arrefecem e congelam à superfície enquanto são aquecidos a partir do interior. Por fim, compararam estes valores com os de Europa e utilizaram os níveis estimados de atividade dos géiseres em Europa como uma base conservadora para estimar a atividade dos géiseres nos exoplanetas.

A presença de água em exoplanetas

A água pode conter outros elementos e compostos que podem revelar se um planeta é capaz de suportar vida. Uma vez que os elementos e compostos absorvem a luz em cores específicas, a análise da luz das estrelas permitiria aos cientistas determinar a composição do géiser e avaliar o potencial de habitabilidade do exoplaneta.

Para planetas como o Proxima Centauri b, que não atravessam as suas estrelas do nosso ponto de vista, a atividade dos géiseres pode ser detetada por potentes telescópios capazes de medir a luz que o exoplaneta reflete enquanto orbita a sua estrela. Os géisers expeliriam partículas geladas para a superfície do exoplaneta, o que faria com que o exoplaneta parecesse muito brilhante e refletor.

Referência da notícia:
Quick L., Roberge A., Mendoza G., et al. Prospects for Cryovolcanic Activity on Cold Ocean Planets. The Astrophysical Journal (2023).