Astrofísica cria gigantesca base de dados para ajudar os astrónomos a explorar exoplanetas

NASA/JPL-Caltech/R. Hurt

Com base nos modelos ad astrónoma Natalie Hinkel, do SwRI, um planeta na denominada zona de habitabilidade é um mundo de água, composto de até 25% de água.

Uma cientista do Southwest Research Institute, nos Estados Unidos, está a usar grandes quantidades de dados para ajudar a comunidade científica a caracterizar exoplanetas, particularmente mundos alienígenas que orbitam estrelas próximas. De particular interesse são os exoplanetas que podem abrigar vida.

“No início, os cientistas focaram-se nas temperaturas, procurando exoplanetas na zona habitável – nem muito perto, nem muito longe da estrela, onde a água líquida pode existir,” comenta Natalie Hinkel, astrofísica planetária do SwRI. “Mas a definição de habitabilidade está a evoluir para lá da água líquida e de uma temperatura agradável.”

Os planetas também precisam de blocos de construção para a vida, como hidrogénio, carbono, azoto, oxigénio e fósforo, bem como uma composição rochosa, incluindo elementos como ferro, silício e magnésio, para que sejam habitáveis.

Além disso, são necessários ciclos geoquímicos ativos para distribuir esses elementos por todo o planeta. Tal como visto na Terra, uma atmosfera protetora é também um requisito para a vida. “Com a tecnologia atual, não podemos medir a composição da superfície de um exoplaneta, muito menos o seu interior“, diz Hinkel.

“Mas podemos medir espectroscopicamente a abundância de elementos numa estrela, estudando como a luz interage com os elementos nas camadas superiores de uma estrela. Usando estes dados, os cientistas podem deduzir a composição dos planetas em órbita, usando a composição estelar como um proxy para os seus planetas”, explica.

nataliehinkel.com

Natalie Hinkel, astrofísica do SwRI

Hinkel construiu uma massiva base de dados, disponível publicamente, de nome Catálogo Hipácia, para ajudar os investigadores a explorar milhares de estrelas, bem como potenciais sistemas de estrela-exoplaneta, observados nos últimos 35 anos.

Esta é a maior base de dados de estrelas e dos seus elementos para a população até 500 anos-luz do nosso Sol. Na última contagem, Hipácia tinha dados da abundância química estelar de 6156 estrelas, 365 das quais conhecidas por abrigar planetas. A base de dados também cataloga 72 elementos estelares, desde o hidrogénio até ao chumbo.

“O Catálogo Hipácia e outras grandes bases de dados de abundâncias químicas estelares abrem uma nova era de exploração exoplanetária,” realça Hinkel.  A astrofísica faz parte de uma equipa de cientistas que recentemente modelou a água nos planetas em órbita da estrela vizinha TRAPPIST-1.

“Descobrimos que alguns dos planetas, incluindo um na zona habitável, são provavelmente ‘mundos de água’, composto por 5 a 25% de água, o que afetaria fortemente a sua habitabilidade. Em comparação, a Terra tem 0,02% de água.”

Hinkel trabalha agora com uma variedade de algoritmos de machine learning para explorar as formas inéditas como a presença de um planeta pode influenciar a química da estrela.

// CCVAlg / SWRI

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